CH633800A5 - Process for the preparation of guanidines - Google Patents

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CH633800A5
CH633800A5 CH725580A CH725580A CH633800A5 CH 633800 A5 CH633800 A5 CH 633800A5 CH 725580 A CH725580 A CH 725580A CH 725580 A CH725580 A CH 725580A CH 633800 A5 CH633800 A5 CH 633800A5
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CH
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carbon atoms
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alkyl
methyl
substituted
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CH725580A
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Burton Grant Christensen
William Joseph Leanza
Kenneth James Wildonger
Original Assignee
Merck & Co Inc
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    • C07D477/00—Heterocyclic compounds containing 1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. carbapenicillins, thienamycins; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulphur-containing hetero ring
    • C07D477/10—Heterocyclic compounds containing 1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. carbapenicillins, thienamycins; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulphur-containing hetero ring with hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached in position 4, and with a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. an ester or nitrile radical, directly attached in position 2
    • C07D477/12—Heterocyclic compounds containing 1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. carbapenicillins, thienamycins; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulphur-containing hetero ring with hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached in position 4, and with a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. an ester or nitrile radical, directly attached in position 2 with hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, attached in position 6
    • C07D477/16—Heterocyclic compounds containing 1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. carbapenicillins, thienamycins; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulphur-containing hetero ring with hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached in position 4, and with a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. an ester or nitrile radical, directly attached in position 2 with hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, attached in position 6 with hetero atoms or carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. an ester or nitrile radical, directly attached in position 3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Guanidinen. Solche erfindungsgemäss herstellbare Verbindungen und deren pharmazeutisch annehmbare Salzderivate sind üblicherweise als Antibiotika geeignet.
Thienamycin wird beschrieben und beansprucht in der US-PS 3 950 357. Diese Patentschrift wird hiermit in die Offenbarung einbezogen, weil Thienamycin als Ausgangsverbindung beim erfindungsgemässen Verfahren verwendet wird. Das Anti-bioticum Thienamycin und seine Herstellung sind beschrieben in DT-OS 25 52 638. Es ist beispielsweise erhältlich durch Züchten des Mikroorganismus Streptomyces cattleya (MA-4297), von dem eine Kultur bei der Kultursammlung der Northern Regional Research Laboratories, Northern Utilization Research and Development Division, Agricultural Research Service, U.S. Department of Agriculture, Peoria, Illinois, V.St.A hinterlegt und mit NRRL 8057 bezeichnet ist.
Thienamycin hat die folgende Strukturformel:
unter intermediärem Schutz der Sauerstoff-Funktionen und/ oder der Carboxyl-Funktion, mit einer Verbindung der Formel
X"R°
I
R,R2N-C=N-R1
oh
/> 0
-n-
sch2CH2NH2 cooh
3
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Die substituierten N-Methylenthienamycin-Derivate gemäss der Erfindung können durch die folgende Strukturformel gekennzeichnet werden:
II
sch2ch2n=c-x cooh y die auch, abhängig von der Basizität des Aminostickstoffs (eine Funktion der Identität der Methylensubstituenten X und Y) als inneres Salz äquivalent dargestellt werden kann:
oh
/? 0
.CO(ß
h sch?ch-,_k=ç-x
II'
20
welches eine anerkannte Form einer einfachen Resonanzstruktur ist, beispielsweise wenn Y -NR'R2 und X gleich R bedeutet:
oh
©
K~ ^12
sch2ch2k-=^-c —kr r
II"
-Q
oy
Der Einfachheit halber können die erfindungsgemäss herstellbaren Verbindungen durch das Symbol
OH
Th-4-N=C-X I
Y
L-COOH
35
II
40
wiedergegeben werden, worin «Th» den bicyclischen Kern des Thienamycins darstellt und dessen hydroxyl-, amino- und carboxylfunktionale Gruppen gezeigt werden und worin X und 45 Y unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe Wasserstoff, -R, -OR, -SR und —NR'R2 ; und worin R1 und R2 unabhängig voneinander gewählt sind und R, Wasserstoff, Nitro, Hydroxyl, Alkoxyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Amino, Mono-, Di- und Trialkylamino, worin die Alkylgruppe jeweils 1 so bis 6 Kohlenstoffatome umfasst; R1 und R2 können auch zusammen verbunden sein unter Bildung eines substituierten oder nicht-substituierten mono- oder bicyclischen Heteroaryls oder Heterocyclyls, enthaltend (zusammen mit dem Stickstoffatom, an welches sie gebunden sind) 4 bis 10 Atome, von denen eines 55 oder mehrere zusätzlich ein Heteroatom sein können aus der Gruppe Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff; R' und R2 sind substituiert oder nicht-substituiert: Cyano ; Carbamoyl ;
Carboxyl ; Alkoxycarbonyl und Alkyl mit 1 bis etwa 10 Kohlen-stoffatomen ; Alkenyl mit 2 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen ; 60 Alkynyl mit 2 bis etwa 10 Kohlenstoff atomen; Cycloalkyl mit 3 bis 10 Kohlenstoff atomen; Cycloalkylalkyl und Cycloalkylalke-nyl mit 4 bis 12 Kohlenstoff atomen; Cycloalkenyl, Cycloalke-nylalkenyl und Cycloalkenylalkyl mit jeweils 3 bis 10,4 bis 12 und 4 bis 12 Kohlenstoff atomen; Aryl mit 6 bis 10 Kohlenstoff- 65 atomen, Aralkyl, Aralkenyl und Aralkynyl mit 7 bis 16 Kohlenstoffatomen; mono- und bicyclisches Heteroaryl und Heteroal-kyl, welches typischerweise 4 bis 10 Ringatome enthält, von denen eines oder mehrere ein Heteroatom aus der Gruppe Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff sein kann, und worin der Alkyl-rest des Heteroalkylrestes 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatome enthält; mono- und bicyclisches Heterocyclyl und Heterocyclylal-kyl, welches typischerweise 4 bis 10 Ringatome enthält, von denen eines oder mehrere ein Heteroatom sein kann aus der Gruppe ausgewählt aus Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff und worin der Alkylrest des Heterocyclylalkylrestes 1 b's etwa 6 Kohlenstoffatome enthält; wobei der vorher erwähn.'e Substituent oder die Substituenten an R, R1, R2 oder an den Ring, der durch die Verbindung von R1 und R2 gebildet wird, ausgewählt sein können aus der Gruppe: Halogen, wie Chlor, Brorr, Jod und Fluor; Azido; Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen; Thio; Sulpho; Phosphono; Cyanothio (-SCN) ; Nitro ; Cyano; Amino; Hydrazino ; mono-, di- und trialkyl-substituiertes Amino und Hydrazino, worin das Alkyl 1 bis 6 Kohlenstoffatome hat; Hydroxyl ;
Alkoxyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ; Alkylthio mit 1 bis 6 Kohlenstoff atomen; Carboxyl; Oxo; Alkoxycarbonyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Alkoxylgruppe ; Acyloxy, enthaltend 2 bis 10 Kohlenstoff atome; Carbamoyl und Mono- und Dialkylcarbamoyl, worin die Alkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome hat.
Es besteht im allgemeinen ein ständiger Bedarf an neuen Antibiotika. Denn unglücklicherweise gibt es üblicherweise keine statische Wirksamkeit für ein gegebenes Antibiotikum, weil die fortwährende Anwendung im breiten Umfang eines solchen Antibiotikums selektiv die Bildung von resistenten Stämmen von Pathogenen erhöht. Darüberhinaus haben die bekannten Antibiotika beispielsweise den Nachteil, dass sie nur gegen gewisse Typen von Mikroorganismen wirksam sind. Deshalb wird normalerweise weiterhin nach neuen Antibiotika geforscht.
Unerwarteterweise wurde nun gefunden, dass die erfindungsgemäss herstellbaren Verbindungen üblicherweise Antibiotika mit breitem Spektrum sind, die sowohl für tierische und Humantherapie und in unbeseelten Systemen nützlich sind.
Es ist darum beispielsweise ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neue Klasse von Antibiotika zur Verfügung zu stellen, welche die grundlegende Kernstruktur des Thienamycins (I) haben, die jedoch dadurch gekennzeichnet sind, dass sie substituierte N-Methylenderivate davon sind. Diese Antibiotika sind üblicherweise aktiv gegen einen breiten Bereich von Pathogenen, für welche sowohl gram-positive Bakterien repräsentativ sind, wie S. aureus, Strep. pyogenes und B. subtilis, und gramnegative Bakterien, wie E. coli, Proteus morganii, Klebsiella, Serratia und Pseudomonas, repräsentativ sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es beispielsweise, ein chemisches Verfahren zur Verfügung zu stellen zur Herstellung solcher Antibiotika und deren nicht-toxischen pharmazeutisch annehmbaren Salze.
Die erfindungsgemäss herstellbaren Guanidine der Formel II, worin
Y=-NR'R2 und X=-NR'R2 ist:
können durch die abgekürzte Formel - OR3
Th—1- N=C-NR'R2 I
NR'R2 LCOX'R3'
worin alle Symbole die vorher angegebene Bedeutung haben, dargestellt werden.
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4
Typische Beispiele für solche Guanidin-Ausführungsformen (der Substituent und die Aminogruppe des Thienamycins bilden die Guanidin-Struktur) sind:
Guanidin: Y=-NH2, X=-NH2;
N-Methylguanidin: Y=-NHCH3, X=-NH2; N,N-Dimethylguanidin: Y=-N(CH3)2, X=-NH2; N,N,N-Trimethylguanidin: Y=-N(CH3)2, X=-NHCH3; N-Phenylguanidin: Y=-NH(C6H5), X=-NH2;
Nitroguanidin: Y=-NHN02, X=-NH2;
Aminoguanidin: Y=-NHNH2, X=-NH2.
Andere bevorzugte erfindungsgemäss herstellbare Guanidi-ne sind solche, in denen R1 und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff; substituierten und unsubstituierten Gruppen: Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Äthyl, Isopropyl, Butyl, tert.-Butyl, N,N-DimethyIaminoäthyl, 2,2,2-Trifluoräthyl, 2-Methyl-thioäthyl und dergleichen; Alkenyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Allyl, Methallyl, 2-Butenyl, l-Buten-3-yl und dergleichen; Cycloalkyl, Cycloalkylalkyl, Cycloalkenyl und Cyclo-alkenylalkyi mit jeweils 3 bis 6,4 bis 7,4 bis 6 und 4 bis 7 Kohlenstoffatomen, wie Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclopropylmethyl, Cyclohexylmethyl, 2-Cyclopropenyl, 1,4-Cyclohexadienylmethyl, und dergleichen; Aralkyl und Aralke-nyl mit 7 bis 10 Kohlenstoff atomen, wie Benzyl, p-Methoxy-benzyl, p-Dimethylaminobenzyl, Cinnamyl und dergleichen ; monocyclisches Heteroaralkyl mit 5 bis 6 Ringatomen, von denen eines oder mehrere ausgewählt sind aus Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff, und 1 bis 3 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie 2-Thienylmethyl, 3-Thienylmethyl, 2-Furylmethyl, 1-Me-thyl-5-tetrazolylmethyl und dergleichen ; worin der Ring- oder Kettensubstituent bezüglich der Definition von R1 und R2 Chlor, Fluor, Hydroxyl, Alkoxyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, Dialkylamino mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen in jedem Alkylrest, Alkylthio mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen sein kann ;
X' Sauerstoff bedeutet und R3 und R3' Wasserstoff sind.
Die erfindungsgemäss herstellbaren Verbindungen werden in einfacher Weise hergestellt aus Thienamycin (I, wie vorher angegeben). Ausführungsformen, worin die sekundäre Alkoholgruppe und/oder die Carboxylgruppe abgeleitet sind, können in einfacher Weise hergestellt werden, entweder aus dem entsprechenden O-, Carboxyl- oder O- und Carboxylderivat des Thienamycins oder aus II oder Thienamycin, indem man anschliessend eine Umsetzung vornimmt, um die Reste R3 und R3' (oder—X'R3') und Kombinationen davon zu bilden. Solche Ausgangsmaterialien werden beispielsweise in den folgenden US-Patentanmeldungen beschrieben, die hiermit eingeschlossen sein sollen: US-Anmeldung Serial Number 634 006 vom 21. November 1975, welche auf die O-Derivate des Thienamycins (Ester- und Ätherderivate der sekundären Alkoholgruppe des Thienamycins) ausgerichtet ist und die die Case-Nummer 15821YA hat und die durch die folgende Strukturformel gekennzeichnet ist:
oh
« i
SCH^CH^NR1 3T coch
Ib
5 ér worin R1' und R2' ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und Acyl; der Ausdruck «Acyl» wird so definiert, wie in der nachfolgend angegebenen Patentanmeldung. 10 Solche N-Acylthienamycine sind beispielsweise brauchbare Ausgangsverbindungen für die Herstellung von entsprechenden substituierten Pseudoharnstoffen und Imidoäthern und Imido-thioäthern.
US-Anmeldung Serial Number 634 298 vom 21. November 15 1975 mit der internen Bezeichnung 15818YA, die ausgerichtet ist auf Carboxylderivate des Thienamycins mit der folgenden Strukturformel:
OH
cT
_N_
sch2ch2wh2
cox'r3
Ic
25
US-Anmeldung Serial Number 634 295 vom 21. November 1975 mit der internen Bezeichnung 15813YA, die ausgerichtet ist auf N-Acyl- und Carboxylderivate des Thienamycins mit der folgenden Strukturformel:
30
35
oh jf
_K-
11 2 scheck„nr r
Id cox'r
3'
US-Anmeldung Serial Number 634 294 vom 21. November 1975 mit der internen Bezeichnung 15822YA, die ausgerichtet ist auf N-Acyl-, O- und Carboxylderivate des Thienamycins mit 1 der folgenden Strukturformel:
,3
OR
45
4
✓/nv-sch0ch0nr1 r2
MI
n LLcox'r3
Ie
OR'
sch2ch2sh2
cooh
Es können somit die Ausführungsformen der vorliegenden 50 Erfindung, wie sie mit IIa vorher angegeben worden sind, hergestellt werden, indem man mit den entsprechenden Derivaten la, Ib, Ic, Id und Ie anfängt oder die Ausführungsform IIa kann hergestellt werden, indem man direkt mit Thienamycin I (I—>11) anfängt und anschliessend die Derivate einschliesst, um die 55 Gruppen R3 und/oder X'R3' (II—»IIa) zu bilden, wie es in den vorher erwähnten und hiermit einbezogenen US-Patentanmel-la düngen beschrieben worden ist.
Bezüglich der Strukturen Ia, Ib, Ic, Id und Ie können die 60 Reste R3, R3', X' und Acyl (Rr und R2') wie folgt definiert werden:
Identifizierung des Restes -COX' R3 '
Bei der allgeneimen Beschreibung der Verbindungen (IIa) US-Anmeldung Serial Number 634 291 vom 21. November 65 bedeutet der Rest, der durch die Gruppe -COX'R3' bezeichnet 1975 mit dem Case-Zeichen 15775YA, die ausgerichtet ist auf wird, unter anderem -COOH (X' ist Sauerstoff und R3' ist Was-N-Acylderivate des Thienamycins mit der folgenden Struktur- serstoff) und alle Reste, die bekannt sind als wirksame pharma-formel: zeutisch annehmbare Ester, Anhydride (R3' ist Acyl) und
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Amidreste bei bicyclischen ß-Lactamanantibiotika, wie bei den 2-MethylaminoäthyI, 2-Diäthylaminoäthyl, 2-Acetamidoäthyl,
Cephalosporinen und Penicillinen und deren im Kern Ana- Phthalimidomethyl, Bernsteinsäureimidomethyl ; Alkoxyalkyl,
logen. worin der Alkoxyteil 1 bis 10 und vorzugsweise 1 bis 6 Kohlen-
Geeignete Reste (R3) schliessen übliche Schutz- oder stoffatome hat und verzweigt, geradkettig oder cyclisch sein Carboxylblockierungsgruppen ein. Der Ausdruck «Blockie- 5 kann, und worin der Alkyl-Teil 1 bis 6 Kohlenstoffatome hat, rungsgruppe», wie er hier verwendet wird, wird in der gleichen wie Methoxymethyl, Äthoxymethyl, Isopropoxymethyl, Decyl-Weise angewendet, wie sie gemäss US-PS 3 697 515, die hier- oxymethyl, Äthoxypropyl, Decyloxypentyl, Cyclohexyloxyme-mit bezüglich der Offenbarung eingeschlossen wird, verwendet thyl und dergleichen ; Alkanoyloxyalkyl, worin der Alkanoyl-wird. Pharmazeutisch annehmbare Thienamycinderivate der oxyteil geradkettig oder verzweigt ist und 1 bis 6 Kohlenstoffvorliegenden Erfindung, die unter diese Klasse fallen, werden 10 atome hat und der Alkyl teil 1 bis 6 Kohlenstoff atome hat, wie nachfolgend angegeben. Geeignete Blockierungsester schliessen Acetoxymethyl, Pivaloyloxymethyl, Acetoxyäthyl, Propionyl-somit solche ein, wie sie in der folgenden Aufzählung angegeben oxyäthyl, Acetoxypropyl und dergleichen. Halogenalkyl, worin werden, die repräsentativ ist aber keineswegs eine erschöpfende Halogen Chlor, Brom, Fluor oder Jod ist und der Alkylteil geAufzählung der möglichen Estergruppen darstellt, bei denen radkettig oder verzweigt ist und 1 bis 6 Kohlenstoffatome hat, X'=0 und R3' gegeben sind: 15 beispielsweise 2,2,2-Trichloräthyl, Trifluoräthyl, 2-Brompro-
(i) R3'=CRaRbRc, worin wenigstens eines von Ra, Rb und Rc pyl, Dijodomethyl, 2-Chloräthyl, 2-Bromäthyl und dergleichen ; ein Elektronendonor ist, beispielsweise p-Methoxyphenyl, Alkenyl mit 1 bis 10 Kohlenstoff atomen, das entweder gerad-2,4,6-Trimethylphenyl, 9-Anthryl, Methoxy, CH2SCH3, Tetra- kettig oder verzweigt ist, beispielsweise Allyl, 2-Propenyl, hydrofur-2-yl, Tetrahydropyran-2-yl oder Fur-2-yl. Die restii- 3-Butenyl, 4-Butenyl, 4-Pentenyl, 2-Butenyl, 3-Pentenyl,
chen Ra, Rb und Rc-Gruppen können Wasserstoff oder organi- 20 3-Methyl-3-butenyl, Methallyl, 1,4-Cyclohexadien-l-yl-methyl sehe Substitutionsgruppen sein. Geeignete Estergruppen dieser und dergleichen; Alkynyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, das
Art schliessen ein p-Methoxybenzyloxycarbonyl und 2,4,6-Tri- entweder geradkettig oder verzweigt sein kann, beispielsweise methylbenzyloxyearbonyl. 3-Pentynyl, Propargyl, Äthynyl, 3-Butyn-l-yI und dergleichen;
(ii) R3'=CRaRbRc, worin wenigstens eine der Ra, Rb und Alkanoyl, das entweder geradkettig oder verzweigt sein kann, Rc-Gruppen eine Elektronen anziehende Gruppe ist, beispiels- 25 mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie Pivaloyl, Acetyl, Propionyl weise Benzoyl, p-Nitrophenyl, 4-Pyridyl, Trichlormethyl, Tri- und dergleichen; Aralkyl oder Heteroalkyl, worin das Alkyl 1 brommethyl, Jodomethyl, Cyanomethyl, Äthoxycarbonylme- bis 3 Kohlenstoffatome hat, und Hetero bedeutet, dass 1 bis 4 thyl, Arylsulphonylmethyl, 2-Dimethylsulphoniummethyl, Heteroatome vorhanden sind, ausgewählt aus der Gruppe be-o-Nitrophenyl oder Cyano. Geeignete Ester dieser Art schlies- stehend aus O, S oder N, wie Benzyl, Benzhydryl und substitu-sen ein Benzoylmethoxycarbonyl, p-Nitrobenzyloxycarbonyl, 30 iertes Benzyl, Benzhydryl, beispielsweise Benzyl oder Benzhy-4-Pyridylmethoxycarbonyl, 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl und dryl, substituiert mit 1 bis 3 Substituenten, wie Benzyl, Phenoxy, 2,2,2-Tribromäthoxycarbonyl. Halogen, Niedrigalkyl, Niedrigalkanoyloxy mit 1 bis 5 Kohlen-
(iii) R3'=CRaRbR°, worin wenigstens zwei der Ra, Rb und Stoffatomen, Niedrigalkoxy, Hydroxy, Nitro, blockiertes Rc-Reste Kohlenwasserstoffe sind, wie Alkyl, beispielsweise Carboxy oder Kombinationen davon, beispielsweise p-Chlor-Methyl oder Äthyl oder Aryl, beispielsweise Phenyl und die 35 benzyl, o-Nitrobenzyl, 3,5-Dinitrobenzyl, p-Methoxybenzyl, restliche Ra, Rb und Rc-Gruppe, falls vorhanden, Wasserstoff m-Benzoylbenzyl, p-tert.-Butylbenzyl, m-Phenoxybenzyl, bedeutet. Geeignete Ester dieser Art schliessen ein tert.-Buty- p-Benzoylbenzyl, p-Nitrobenzyl, 3,5-Dichlor-4-hydroxybenzyl, loxycarbonyl, tert.-Amyloxycarbonyl, Diphenylmethoxycarbo- p-Methoxycarbonylbenzyl, p-Methoxybenzhydryl, p-Carboxy-nyl und Triphenylmethoxycarbonyl. benzyl, wobei das letztere entweder als freie Säure, als Ester
(iv) R3'=Rd, worin Rd Adamantyl, 2-Benzyloxyphenyl, 40 oder als Natriumsalz vorliegt, 2,4,6-Trimethylbenzyl, p-Pivaloy-4-Methylthiophenyl oder Tetrahydropyran-2-yl. loxybenzyl, p-tert.-Butoxycarbonylbenzyl, p-Methylbenzyl,
Silylester dieser Kategorie von Blockierungsgruppen kön- p-Benzoyloxybenzyl, p-Acetoxybenzyl, p-2-ÄthylhexanoyI-
nen in einfacher Weise hergestellt werden aus Halogensilanen benzyl, p-Äthoxycarbonylbenzyl, p-Benzoylthiobenzyl, p-Benz-
oder Silazanen der Formel: amidobenzyl, o-Pivaloyloxybenzyl, m-Pivaloyloxybenzyl, p-Iso-
R43SiX' ; R42SiX'2 ; R43Si.NR42 ; R43Si.NH.COR4 ; 45 propoxybenzyl, p-tert.-Butoxybenzyl sowie auch die cyclischen
R43Si.NH.CO.NH.SiR43 ; R4NH.CO.NH.SiR43 ; oder R4C Analoge davon, 2,2-Dimethyl-5-cumaranmethyl, 5-Indanylme-
(OSiR43) ; HN(SiR43)2, worin X' Halogen, Chlor oder Brom thyl, p-Trimethylsilylbenzyl, 3,5-Bis-t-butoxy-4-hydroxybenz-
bedeutet und die verschiedenen Gruppen R4, die gleich oder yl ; 2-Thienylmethyl, 2-Furylmethyl, 3-tert.-Butyl-5-isothiazol-
verschieden sein können, Wasserstoffatome oder Alkyl bedeu- methyl, 6-Pivaloyloxy-3-pyridazinyläthyl, 5-Phenylthio-l-tetra-
ten, beispielsweise Methyl, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl ; Aryl, so zolylmethyl oder dergleichen (wobei der Ausdruck Niedrigalkyl beispielsweise Phenyl ; oder Aralkyl, beispielsweise eine Benzyl- oder Niedrigalkoxy in diesem Zusammenhang eine Kette mit 1
gruppe. bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet) ; oder Phthalidyl ; oder Phe-
Allgemeiner gesagt, sind pharmazeutische annehmbare nyläthyl, 2-(p-Methylphenyl)-äthyl und die Arylthioalkylanalo-
Carboxylderivate im allgemeinen solche, die sich ableiten durch ge, Aryloxyalkyl, worin Aryl vorzugsweise ein Phenylring ist mit
Umsetzen von Thienamycin oder einem N-geschützten Thien- 55 0 bis 3 Substituenten, vorzugsweise 0 oder 1 Substituenten in amyein, wie einem N-acylierten Thienamycin, mit Alkoholen, der ortho- oder para-Stellung und das Alkyl 1 bis 6 Kohlenstoff-Phenolen, Mercaptanen, Thiophenolen, Acylierungsmitteln und atome hat, beispielsweise (4-Methoxy)-phenoxymethyl, Pheno-
dergleichen. Beispielsweise sind interessante Ester und Amide xymethyl, (4-Chlor)-phenoxymethyl, (4-Nitro)-phenoxymethyl,
die vorher aufgezählten Ausgangsverbindungen und Endpro- (4-Benzyloxy)-phenoxymethyl, (4-Methyl)-phenoxymethyl,
dukte, welche die folgenden Gruppen in der 2-Stellung des 60 (2-Methoxy)-phenoxymethyl, (l-Phenoxy)-äthyl, (4-Amino)-
Thienamycinkerns haben: -COX'R3', worin X' Sauerstoff, phenoxymethyl, (4-Methoxy)-phenylthiomethyl, (4-Chlor)-
Schwefel oder NR' (R' =H oder R3') bedeutet, und R3 Alkyl phenylthiomethyl, Phenylthioäthyl ; Aryl, worin Aryl Phenyl,
bedeutet mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und zwar geradlinig 5-Indanyl oder substituiertes Phenyl mit 0 bis 3 Substituenten,
oder verzweigt, wie Methyl, Äthyl, tert.-Butyl, Pentyl, Decyl vorzugsweise 0 bis 1 Substituenten in der ortho- oder para-
und dergleichen; Carbonylmethyl, einschliesslich Phenacyl, 65 Stellung bedeutet, beispielsweise (4-Methyl)-phenyl, (4-Hydr-
p-Bromphenacyl, p-tert.-Butylphenacyl, Acetoxyacetylmethyl, oxy-phenyl, (4-tert.-Butyl)-phenyl, p-Nitrophenyl, 3,5-Dinitro-
Pivaloxyacetylmethyl, Carboxymethyl und dessen Alkyl- und phenyl oder p-Carboxyphenyl, wobei das letztere entweder als
Arylester, a-Carboxy-a-isopropyl ; Aminoalkyl einschliesslich freie Säure oder als Natriumsalz vorliegt ; Aralkenyl, worin Aryl
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Phenyl oder Alkenyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, wie 3-Phenyl-2-propenyl; Aralkoxyalkyl, worin Aralkoxy Benzyloxy ist und das Alkyl 1 bis 3 Kohlenstoffatome hat, wie Benzyloxymethyl, (4-Nitro)-benzyloxymethyl, (4-Chlor)-ben-zyloxymethyl; Alkylthioalkyl, worin der Alkylthio teil 1 bis 10 und vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatome hat, das aber verzweigt, geradkettig oder cyclisch sein kann und der Alkylteil 1 bis 6 Kohlenstoffatome hat, wie Methylthioäthyl, Äthylthio-äthyl, Cyclohexylthiomethyl, Decylthiobutyl, Methylthiopropyl, Isopropylthioäthyl, Methylthiobutyl und dergleichen.
Ausser den Estern (und Thioestern), die vorstehend aufgeführt worden sind, werden beispielsweise auch noch Amide von der vorliegenden Erfindung umfasst, das heisst, bei denen X'
R'
eine —N-Gruppe ist. Typische Beispiele für solche Amide sind solche, worin R' ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, Methyl, Äthyl, Phenyl, p-Methoxyphenyl, Benzyl, Carboxymethyl, Methylthioäthyl und Heteroaryl ; in die Gruppierung -COX'R3' eingeschlossen sind auch Anhydride, bei denen R3' Acyl bedeutet, beispielsweise Benzyloxycarbonyl, Äthoxycarbonyl, Benzoyl und Pivaloyl.
Die am meisten bevorzugten -COX'R3'-Reste der vorliegenden Erfindung sind solche, bei denen relativ zu Struktur IIa X' Sauerstoff, Schwefel oder NR' bedeutet (R' ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und Niedrigalkyl) ; und R3' ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus: Niedrigalkyl, Niedrigalkenyl, wie Methallyl, 3-MethylbutenyI, 3-Bute-nyl, und dergleichen; Methylthioäthyl; Benzyl und substituiertes Benzyl, wie p-tert.-Butylbenzyl, m-Phenoxybenzyl, p-Pi-valoyloxybenzyl, p-Nitrobenzyl und dergleichen; Pivaloyloxy-methyl, 3-Phthalidyl und Acetoxymethyl, Propionyloxymethyl, Acetylthiomethyl, Pivaloylthiomethyl, Allyl, 4-Butenyl, 2-Bu-tenyl, 3-Methyl-2-butenyl, Phenacyl, Acetoxyacetylmethyl, Methoxymethyl, p-Acetoxybenzyl, p-Pivaloyloxybenzyl, p-Iso-propoxybenzyl, 5-Indanylmethyl, 5-Indanyl, Benzyloxymethyl, Äthylthioäthyl, Methylthiopropyl, Methoxy carbonyloxymethyl, Äthoxycarbonyloxymethyl, Dimethylaminoacetoxymethyl, Crotonolacton-3-yl und Acetamidomethyl.
Identifizierung von R3 (Rr und R2' )
Bei einer allgemeinen Darstellung der vorliegenden Erfindung kann in der Struktur IIa der Rest R3 ausser Wasserstoff 1.) Acyl (im allgemeinen wird die Gruppe -OR3 als Ester bezeichnet) ; oder 2.) R3 ist ausgewählt aus Alkyl, Aryl, Aralkyl und dergleichen, bedeuten, so dass die Gruppe -OR3 als ein Äther bezeichnet werden kann. Für die Ester-Ausführung (1) wird R3 vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Definitionen für Acylreste (p= 1). Bei der sogenannten Äther-Ausführung (2.) der vorliegenden Erfindung wird R3 beispielsweise ausgewählt aus den gleichen Acylresten, bei denen die Carbonylgruppe
O X
-C- oder allgemein -C- fortgelassen wird (p=0) ; so dass R3 ausgewählt ist aus den folgenden Resten, bei denen alle Symbole nachfolgend bezeichnet werden:
Rr und R2' sind normalerweise ausgewählt aus den obengenannten Resten, in denen p = 1 ist. Daher kann in Bezug auf die
Definition von R3, R1' und R2' der Acylrest unter anderem ein substituierter oder unsubstituierter aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer, araliphatischer oder heterocyclylaliphati-scher Carboxylsäurerest sein, ein substituierter oder unsubstituierter Carbamylrest oder ein Carbothiosäurerest. Eine Gruppe von Acylresten kann dargestellt werden durch die allgemeine Formel:
X II
-C-R",
worin X=0 oder S bedeutet und R" bedeutet Wasserstoff; Amino ; substituiertes Amino, wie Alkyl- und Dialkylamino, worin der Alkylrest 1 bis 6 Kohlenstoffatome umfasst; substituierte oder unsubstituierte Reste, wie: geradkettige oder ver-zweigtkettige Alkylreste, worin der Alkylrest 1 bis 6 Kohlenstoffatome umfasst; Mercapto; Aryloxy, welches typischerweise 6 bis 10 Kohlenstoff atome umfasst; Alkenyl- oder Alkynyl-gruppen, die typischerweise 2 bis 6 Kohlenstoff atome umfassen; Aryl, wie Phenyl; Aralkyl, wie Benzyl; Cycloalkyl, welches typischerweise 3 bis 6 Kohlenstoff atome umfasst; oder eine Heteroaryl- oder Heteroaralkylgruppe (mono- oder bicyclisch), worin die Alkylgruppe typischerweise 1 bis 3 Kohlenstoffatome umfasst und der heterocyclische Ring typischerweise 4 bis 10 Atome enthält und das Heteroatom oder die Heteroatome ausgewählt sind aus O, N und S ; die vorgenannten Gruppierungen können unsubstituiert sein oder sie können substituiert sein durch Reste, wie OH, SH, SR (R ist Niedrigalkyl oder Aryl, wie Phenyl), Alkyl oder Alkoxygruppen mit 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen, Halogen, wie Cl, Br, F und J, Cyano, Carboxy, Sulfamino, Carbamoyl, Sulfonyl, Azido, Amino, substituiertes Amino, wie Alkylamino einschliesslich quaternäres Ammonium, worin die Alkylgruppen 1 bis 6 Kohlenstoffatome haben, Halogenallcyl, wie Trifluormethyl, Carboxyalkyl, Carbamoylal-kyl, N-substituiertes Carbamoylalkyl, worin die Alkylgruppe der vorgenannten vier Reste 1 bis etwa 6 Kohlenstoff atome umfasst, Amidino, Guanidino, N-substituiertes Guanidino, Gu-anidinoniedrigalkyl und dergleichen. Typische Beispiele für solche Acylgruppen, die hier erwähnt werden können, sind solche, bei denen R" bedeutet Benzyl, p-Hydroxybenzyl, 4-Amino-4-carboxybutyl, Methyl, Cyanomethyl, 2-Pentenyl, n-Amyl, n-Heptyl, Äthyl, 3- oder 4-Nitrobenzyl, Phenäthyl, ß,ß-Di-phenyläthyl, Methyldiphenylmethyl, Triphenylmethyl, 2-Meth-oxyphenyl, 2,6-Dimethoxyphenyl, 2,4,6-Trimethoxyphenyl, 3,5-Dimethyl-4-isoxazolyl, 3-Butyl-5-methyl-4-isoxazolyl, 5-Methyl-3-phenyl-4-isoxazolyl, 3-(2-Chlorphenyl)-5-methyl-4-isoxazolyl, 3-(2,6-Dichlorphenyl)-5-methyl-4-isoxyzolyl, D-4-Amino-4-carboxybutyl, D-4N-Benzoylamino-4-carboxy-n-butyl, p-Aminobenzyl, o-Aminobenzyl, m-Aminobenzyl, p-Dimethylaminobenzyl, (3-Pyridyl)-methyl, 2-Äthoxy-l-naphthyl, 3-Carboxy-2-chinoxalinyl, 3-(2,6-Dichlorphenyl)-5-(2-furyl)-4-isoxazolyl, 3-Phenyl-4-isoxazolyl, 5-Methyl-3-(4-guanidinophenyl)-4-isoxazolyl, 4-Guanidinomethylphenyl, 4-Guanidinomethylbenzyl, 4-Guanidinobenzyl, 4-Guanidino-phenyl, 2,6-Dimethoxy-4~guanidino, o-Sulfobenzyl, p-Carb-oxymethylbenzyl, p-Carbamoylmethylbenzyl, m-Fluorobenzyl, m-Brombenzyl, p-Chlorbenzyl, p-Methoxybenzyl, 1-Naphthyl-methyl, 3-Isothiazolylmethyl, 4-Isothiazolylmethyl, 5-Isothi-azolylmethyl, Guanylthiomethyl, 4-Pyridylmethyl, 5-Isoxazolyl-methyl, 4-Methoxy-5-isoxazolylmethyl, 4-MethyI-5-isoxazolyl-methyl, 1-Imidazolylmethyl, 2-Benzofuranylmethyl, 2-Indolyl-methyl, 2-Phenylvinyl, 2-Phenyläthynyl, 1-Aminocyclohexyl, 2-und 3-Thienylaminomethyl, 2-(5-Nitrofuranyl)-vinyl, Phenyl, o-Methoxyphenyl, o-Chlorphenyl, o-Phenylphenyl, p-Ami-nomethylbenzyl, l-(5-Cyanotriazolyl)-methyl, Difluormethyl, Dichlormethyl, Dibrommethyl, l-(3-Methylimidazolyl)-methyl, 2- oder 3-(5-Carboxymethylthienyl)-methyl, 2- oder 3-(4-
6
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
633 800
Carbamoylthienyl)-methyl, 2- oder 3-(5-MethyIthienyl)-me-thyl, 2- oder 3-(Methoxythienyl)-methyl, 2- oder 3-(4-Chlor-thienyl)-methyl, 2- oder 3-(5-Sulfothienyl)-methyl, 2- oder 3-(5-Carboxythienyl)-methyl, 3-(l ,2,5-Thiadiazolyl)-methyl, 3-(4-Methoxy-l,2,5-thiadiazolyI)-methyl, 2-Furylmethyl, 2-(5- 5 Nitrofuryl)-methyl, 3-Furylmethyl, 2-Thienylmethyl, 3-Thie-nyl me thyl, Tetrazolylmethyl, Benzamidinomethyl und Cyclo-hexylamidinomethyl.
Die Acylgruppe kann auch ein Rest der Formel sein:
X
10
-C(CH2)»ZR",
worin X O oder S bedeutet und n 0 bis 4 ist und Z Sauerstoff,
15
Schwefel, Carbonyl oder Stickstoff bedeutet und R" die vorstehend angegebene Bedeutung hat. Typische Glieder des Substituenten
-(CH2)nZR",
20
die hier erwähnt sein sollen, sind Allylthiomethyl, Phenylthio-methyl, Butylmercaptomethyl, a-Chlorocrotylmercaptome-thyl, Phenoxymethyl, Phenoxyäthyl, Phenoxybutyl, Pher.oxy-benzyl, Diphenoxymethyl, Dimethylmethoxyäthyl, Dimethyl-butoxymethyl, Dimethylphenoxymethyl, 4-Guanidinophenoxy- 25 methyl, 4-Pyridylthiomethyl, p-(Carboxymethyl)-phenoxyme-thyl, p-(Carboxymethyl)-phenylthiomethyl, 2-Thiazolylthiome-thyl, p-(Sulfo)-phenoxymethyl, p-(Carboxymethyl)-phenylthio-methyl, 2-Pyrimidinylthiomethyl, Phenäthylthiomethyl, l-(5,6,7,8-TetrahydronaphthyI)-oxomethyl, N-Methyl-4-pyri- 30 dylthio, Benzyloxy, Methoxy, Äthoxy, Phenoxy, Phenylthio, Amino, Methylamino, Dimethylamino, Pyridiniummethyl, Tri-methylammoniummethyl, Cyanomethylthiomethyl, Trifluorme-thylthiomethyl, 4-Pyridyläthyl, 4-Pyridylpropyl, 4-Pyridylbutyl, 3-Imidazolyläthyl, 3-Imidazolylpropyl, 3-Imidazolylbutyl, 35 1-Pyrroloäthyl, 1-Pyrrolopropyl und 1-Pyrrolobutyl.
Alternativ kann die Acylgruppe ein Rest der Formel
X II
-C-CHR"
I
R,"
sein, worin R" die oben angegebene Bedeutung hat und R'" ein45 Rest ist, wie Amino, Hydroxy, Azido, Carbamoyl, Guanidino, Amidino, Acyloxy, Halogen, wie Chlor, Fluor, Brom, Jod, Sulf-amino, Tetrazolyl, Sulfo, Carboxy, Carbalkoxy, Phosphono und dergleichen. Typische Glieder des Substituenten
50
-CHR"
R'
55
die hier erwähnt sein sollen, sind a-Aminobenzyl, a-Amino-(2-thienyl)-methyl, a-(Methylamino)-benzyl, a-Aminome-thylmercaptopropyl, a-Amino-3- oder -4-chlorbenzyl, a-Amino-3- oder -4-hydroxybenzyl, a-Amino-2,4-dichlor-benzyl, a-Amino-3,4-dichlorbenzyl, D(—)-a-Hydroxybenzyl, a-Carboxybenzyl, a-Amino-(3-thienyl)-methyl, D(-)-a- 60
Amino-3-chlor-4-hydroxybenzyl, a-Amino-(cycIohexyl)-me-thyl, a-(5-Tetrazolyl)-benzyl, 2-Thienylcarboxylmethyl, 3-Thienylcarboxymethyl, 2-Furylcarboxymethyl, 3-Furylcarb-oxymethyl, a-Sulfaminobenzyl, 3-Thienylsulfaminomethyl, (x-(N-Methylsulfamino)-benzyl, D(-)-2-Thienylguanidinome- 65 thyl, D(-)-a-guanidinobenzyl, a-Guanylureidobenzyl, a-Hy-droxybenzyl, a-Azidobenzyl, a-Flurobenzyl, 4-(5-Methoxy-l,3-oxadiazolyl)-aminomethyl, 4-(5-Methoxy-l,3-oxadiazolyl)-
hydroxy methyl, 4-(5-Methoxy-l,3-sulfadiazolyl)-hydroxyme-thyl, 4-(5-Chlorthienyl)-aminomethyl, 2-(5-Chlorthienyl)-hydroxymethyl, 2-(5-Chlorthienyl)-carboxymethyl, 3-(l,2-Thi-azolyl)-aminomethyl, 3-(l,2-Thiazolyl)-hydroxymethyl, 3-(l,2-Thiazolyl)-carboxymethyl, 2-(l,4-ThiazoIyl)-aminomethyI, 2-(l ,4-Thiazolyl)-hydroxymethyl, 2-(l ,4-Thiazolyl)-carboxy-methyl, 2-Benzothienylaminomethyl, 2-Benzothienylhydroxy-methyl, 2-Benzothienylcarboxymethyl, a-Sulfobenzyl, a-Phosphonobenzyl, a-Diäthylphosphono und a-Monoäthyl-phosphono.
Weitere interessante Acylreste in dieser Klasse, bei denen X=Sauerstoff ist, sind:
O
II
-CCHR4R5,
worin R4 und R5 nachfolgend definiert werden. R4 bedeutet Wasserstoff, Halogen, wie Chlor, Fluor, Brom, Jod, Amino, Guanidino, Phosphono, Hydroxy, Tetrazolyl, Carboxy, Sulfo oder Sulfamino und R5 bedeutet Phenyl, substituiertes Phenyl, ein mono- oder bicyclisches Heterocyclyl, enthaltend ein oder mehrere Sauerstoff-, Schwefel- oder Stickstoffatome im Ring, wie Furyl, Chinoxalyl, Thienyl, Chinolyl, Chinazolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl, Tetrazolyl, Oxadiazolyl, Thiadiazolyl und dergleichen, substituierte Heterocyclen, Phenylthio, Phenyloxy, Niedrigalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoff atomen, heterocyclische oder substituierte heterocyclische Thiogruppen oder Cyano. Die Substituenten an den Gruppierungen R4 und R5 können sein Halogen, Carboxymethyl, Guanidino, Guanidinomethyl, Carb-oxyamidomethyl, Aminomethyl, Nitro, Methoxy oder Methyl. Wird R4 ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, Hydroxy, Amino oder Carboxy und R5 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl oder einem 5- oder 6-gliedrigen heterocyclischen Ring mit ein oder zwei Schwefel-, Sauerstoffoder Stickstoffheteroatomen, wie Tetrazolyl, Thienyl, Furyl und Phenyl, so sind die folgenden Acylreste typische Beispiele: Phenylacetyl, 3-Bromphenylacetyl, p-Aminomethylphenylace-tyl, 4-Carboxymethylphenylacetyl, 4-Carboxyamidomethyl-phenylacetyl, 2-Furylacetyl, 5-Nitro-2-furylacetyl, 3-Furylace-tyl, 2-Thienylacetyl, 5-Chlor-2-thienylacetyl, 5-Methoxy-2-thienylacetyl, a-Guanidino-2-thienylacetyl, 3-Thienylacetyl,
2-(4-Methylthienyl)-acetyl, 3-Isothiazolylacetyl, 4-Methoxy-3-isothiazolylacetyl, 4-Isothiazolylacetyl, 3-Methyl-4-isothiazolyl-acetyl, 5-Isothiazolylacetyl, 3-Chlor-5-isothiazolylacetyl, 3-Me-thyl-1,2,5-oxadiazolylacetyl, 1,2,5-Thiadiazolyl-4-acetyl,
3-Methyl-l ,2,5-thiadiazolylacetyl, 3-Chlor-l ,2,5-thiadiazolyl-acetyl, 3-Methoxy-l,2,5-thiadiazolylacetyl, Phenylthioacetyl,
4-Pyridylthioacetyl, Cyanoacetyl, 1-Tetrazolylacetyl, a-Fluor-phenylacetyl, D-Phenylglycyl, 4-Hydroxy-D-phenylglycyl, 2-Thienylglycyl, 3-Thienylglycyl, Phenylmalonyl, 3-Chlorphe-nylmalonyl, 2-Thienylmalonyl, 3-Thienylmalonyl, a-Phospho-nophenylacetyl, a-Aminocyclohexadienylacetyl, a-Sulfamino-phenylacetyl, a-Hydroxyphenylacetyl, a-Tetrazolylphenyl-acetyl und a-Sulfophenylacetyl.
Der Acylrest kann auch ausgewählt sein aus Schwefel (1 )-und Phosphor (2)-Resten:
(O)m (X)n
II I
-S—Y° -P-Y'
(O)n 1
Y»
2
worin hinsichtlich 1_, m und n ganze Zahlen sind, die ausgewählt sind zwischen 0 und 1 und Y °=0® M®, -N(R")2 und R" ; worin M® ausgewählt ist aus Wasserstoff, Alkalikationen und organi-
633 800
sehen Basen und R" die obengenannte Bedeutung hat, beispielsweise Alkyl, Alkenyl, Aryl und Heteroaryl. Hinsichtlich 2 ist X=0 oder; n=0 oder 1 ; und Y' und Y" sind ausgewählt aus den Gruppen, bestehend aus 0® M®, -N(R")2, R" und ZR", worin alle Symbole die vorher angegebene Bedeutung haben, und beispielsweise R' ' und ZR' ' typischerweise folgende Bedeutung haben: Alkyl, Alkenyl, Aryl, Heteroaryloxy, Y' und Y", einschliesslich der R"-Gruppen, die miteinander verbunden sein können unter Ausbildung von cyclischen Estern, Ester-Amid und Amid-Funktionen. Typische Beispiele für 1 sind 0-(Methylsulfonyl)-thienamycin, O-(p-Nitrophenylsulfonyl)-thienamyein, 0-(p-Chlorphenylsulfinyl)-thienamycin, 0-(o-Ni-trophenylsulfenyl)-thienamycin, O-Sulfamoylthienamycin, O-Dimethylsulfamoylthienamycin und das Natriumsalz von Thienamycin-O-sulfonsäure. Typische Beispiele für 2 sind 0-(Di-methoxyphosphino)-thienamycin, O-Dibenzyloxyphosphino)-thienamyein, 0-(Dihydroxyphosphino)-thienamycindinatrium-salz, 0-(Dimethoxyphosphinyl)-thienamycin, 0-(Dimethoxy-phosphinothioyl)-thienamycin, O-(Dibenzyloxyphosphinyl)-thienamyein und 0-(Dihydroxyphosphinyl)-thienamycindina-triumsalz. Die Definition von Rr und R2' schliesst nicht die Reste 1^ und 2 ein.
Eine Acylklasse von besonderem Interesse sind solche Acylreste, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus üblichen bekannten N-Acyl-Blockierungs- oder Schutzgruppen, wie Carbobenzyloxy, ringsubstituiertes Carbobenzyloxy, wie o- und p-Nitrocarbobenzyloxy, p-Methoxycarbobenzyloxy, Chlorace-tyl, Bromacetyl, Phenylacetyl, tert.-Butoxycarbonyl, Trifluor-acetyl, Bromäthoxycarbonyl, 9-Fluorenylmethoxycarbonyl, Di-chloracetyl, o-Nitrophenylsulfenyl, 2,2,2-Trichloräthoxycarb-onyl, Brom-tert.-butoxycarbonyl, Phenoxyacetyl; nicht-acylier-te Schutzgruppen, wie Triniedrigalkylsilyl, beispielsweise Tri-methylsilyl und tert.-Butyldimethylsilyl sind auch von Interesse.
Die folgenden Reste sind in Übereinstimmung mit der vorgenannten Definition von Acyl besonders bevorzugt für R3 der Struktur IIa: Formyl, Acetyl, Propionyl, Butyryl, Chloracetyl, Methoxyacetyl, Aminoacetyl, Methoxycarbonyl, Äthoxycarb-onyl, Methylcarbamoyl, Äthylcarbamoyl, Phenylthiocarbonyl, 3-Aminopropionyl, 4-Aminobutyryl, N-Methylaminoacetyl, N,N-Dimethylaminoacetyl,N,N,N-Trimethylaminoacetyl, 3-(N,N-Dimethyl)-aminopropionyl, 3-(N,N,N-Trimethyl)-ami-nopropionyl, N,N,N-Triäthylaminoacetyl, Pyridiniumacetyl, Guanidinoacetyl, 3-Guanidinopropionyl, N3-Methylguanidino-propionyl, Hydroxyacetyl, 3-Hydroxypropionyl, Acryloyl, Pro-pynoyl, Malonyl, Phenoxycarbonyl, Amidinoacetyl, Acetamidi-noacetyl, Amidinopropionyl, Acetamidinopropionyl, Guanyl-ureidoacetyl, Guanylcarbamoyl, Carboxymethylaminoacetyl, Sulfoacetylaminoacetyl, Phosphonoacetylaminoacetyl, N3-Di-methylaminoacetamidinopropionyl, Ureidocarbonyl, Dimethyl-aminoguanylthioacetyl, 3-(l-Methyl-4-pyridinium)-propionyl, 3-(5 - Aminoimidazol-1 -yl) -propionyl, 3-Methyl-1 -Imidazo-liumacetyl, 3-Sydnonylacetyl, o-Aminomethylbenzoyl, o-Ami-nobenzoyl, Sulfo, Phosphono,
Eine weitere Klasse von Acylresten sind beispielsweise endständig substituierte Acyle, bei denen der Substituent eine basische Gruppe ist, die substituiert oder unsubstituiert sein kann: Amino, Amidino, Guanidino, Guanyl und Stickstoff enthalten-5 de mono- und bicyclische Heterocyclen (aromatisch und nichtaromatisch), bei denen das Heteroatom oder die Heteroatome zusätzlich zum Stickstoff ausgewählt sind aus Sauerstoff und Schwefel. Solche substituierten Acyle können durch die folgende Formel:
10
O
-C (CH2)m-A-(CH2)n—Y°,
gekennzeichnet werden, worin m und n ganze Zahlen von 0 bis 15 5 sind;
A ist 0, NR' (R' ist Wasserstoff oder Niedrigalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen), S oder A ist eine Einfachbindung ; und Y ° ist ausgewählt aus den folgenden Gruppen:
1.) Amino oder substituiertes Amino:
20
—N(R°)2 und -N (R°)3,
worin die Werte für R° unabhängig ausgewählt sind aus: Wasserstoff; N(R')2 (R' ist Wasserstoff oder Niedrigalkyl mit 1 bis 6 25 Kohlenstoffatomen) ; Niedrigalkyl und Niedrigalkoxyl mit 1 bis 6 Kohlenstoff atomen; Niedrigalkoxyniedrigalkyl, worin die Alkoxylgruppe 1 bis 6 Kohlenstoffatome umfasst und die Alkylgruppe 2 bis 6 Kohlenstoff atome hat;
Cycloalkyl und Cycloalkylalkyl, worin die Cycloalkylgruppe 30 3 bis 6 Kohlenstoff atome umfasst und die Alkylgruppe 1 bis 3 Kohlenstoff atome hat, und wobei zwei R °-Gruppen miteinander verbunden sein können über das N-Atom, an welches sie gebunden sind unter Ausbildung eines Ringes mit 3 bis 6 Atomen.
35
2.) Amidino und substituiertes Amidino:
—N—C—N(R°)i,
I
R°
worin die Werte für R° unabhängig voneinander ausgewählt sind aus den Gruppen: Wasserstoff; N(R')2 (R' ist Wasserstoff oder Niedrigalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen) ; Niedrigalkyl und Niedrigalkoxyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Niedrigalko-45 xyniedrigalkyl, worin die Alkoxylgruppe 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält und die Alkylgruppe 2 bis 6 Kohlenstoffatome enthält (falls der Niedrigalkoxyniedrigalkylrest an ein Kohlenstoffatom gebunden ist, umfasst die Alkylgruppe 1 bis 6 Kohlenstoffatome) ; Cycloalkyl und Cycloalkylalkyl, worin die Alkylgruppe 50 1 bis 3 Kohlenstoff atome umfasst; zwei R°-Gruppen können miteinander verbunden sein mit dem Atom, an das sie gebunden sind unter Ausbildung eines Ringes mit 3 bis 6 Atomen;
3.) Guanidino und substituiertes Guanidino:
55
o
II
P(OCH3)2,
S
II
-P[N(CH3)2]2,
S
II
-P-N(CH3)2 XDNa
-P(OCH3)2,
o
-R
/OCH3
-P-N(CH3)2 ONa
ONa
O
II
-P[N(CH3)2]2,
-NH-C-N(R°)2, I
NR
worin R° die oben angegebene Definition unter 2. hat. 60 4. Guanyl und substituiertes Guanyl:
~C=NR,
I
N(R°)2
worin R° die Definition, wie vorher in 2. angegeben, hat.
5.) Stickstoff enthaltende mono- und bicyclische Heterocy-clyle (aromatisch und nicht-aromatisch) mit 4 bis 10 Kernato-
65
9
633 800
men, worin das Heteroatom oder die Heteroatome ausser Stickstoff ausgewählt sind aus Sauerstoff und Schwefel. Solche Hete-rocyclyle werden typischerweise illustriert durch die folgende Aufzählung von Resten (R' ist H oder Niedrigalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoff atomen) :
Cycloalkyl und Cycloalkylalkyl, worin die Cycloalkylgruppe 3 bis 6 Kohlenstoffatome umfasst und die Alkylgruppe 1 bis 3 Kohlenstoffatome hat, und wobei zwei R°-Gruppen miteinander verbunden sein können über das N-Atom, an welches sie gebunden sind unter Ausbildung eines Ringes mit 3 bis 6 Atomen.
2.) Amidino und substituiertes Amidino:
—N=C-N(R°)2,
i
R°
worin die Werte für R° unabhängig voneinander ausgewählt sind aus den Gruppen: Wasserstoff; N(R')2 (R' ist Wasserstoff oder Niedrigalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen) ; Niedrigalkyl und Niedrigalkoxyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Niedrigalk-oxyniedrigalkyl, worin die Alkoxylgruppe 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält und die Alkylgruppe 2 bis 6 Kohlenstoffatome enthält (falls der Niedrigalkoxyniedrigalkylrest an ein Kohlenstoffatom gebunden ist, umfasst die Alkylgruppe 1 bis 6 Kohlenstoffatome) ; Cycloalkyl und Cycloalkylalkyl, worin die Alkylgruppe 1 bis 3 Kohlenstoffatome umfasst ; zwei R°-Grup-pen können miteinander verbunden sein mit dem Atom, an das sie gebunden sind unter Ausbildung eines Ringes mit 3 bis 6 Atomen;
3.) Guanidino und substituiertes Guanidino:
-NH-C-N(R°)2,
j," <
-O
<y
+•
25
30
NR
worin R° die oben angegebene Definition unter 2. hat. 4.) Guanyl und substituiertes Guanyl:
-C=NR
35
40
N(R%
worin R° die Definition, wie vorher in 2. angegeben, hat.
5.) Stickstoff enthaltende mono- und bicyclische Heterocy-clyle (aromatisch und nicht-aromatisch) mit 4 bis 10 Kernatomen, worin das Heteroatom oder die Heteroatome ausser Stickstoff ausgewählt sind aus Sauerstoff und Schwefel. Solche Hete-rocyclyle werden typischerweise illustriert durch die folgende Aufzählung von Resten (R' ist H oder Niedrigalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoff atomen):
50
-O
(r*)
Die folgenden spezifischen Acylreste, die in diese Klasse fallen, sind zusätzlich repräsentativ:
o nh
II I
-c ch2ch2nhc-ch3
o nh
II I
-cch2ch2nhc-h o nh
II I
-cch2ch2nhc-nh2
o
II
-cch2ch2n(ch3)2
o
II e
-cch2ch2n(ch3)3
o nh
II I
-cch2ch2c-nh2
o nh
II I
-c ch2ch2ch2nhc-ch3
o
II
-cch2ch2ch2n(ch3)3
o
II
-cch2ch2ch2n(ch3)2
o vo
^s-r.
*r\
J
60
-CCTUS-C
o
^NH
—1
XNH,
-cch2s-ch2-c;
^NH
o
-cch,-0-ch,c
\nh2
^NH \nh7
633 800
10
Herstellung der Ausgangsmaterialien Ia, Ib, Ic, Id und Ie
Die vorher beschriebenen Ausgangsmaterialien können einfach hergestellt werden aus einem N-geschützten Thienamycin (JJ, wie einem N-acylierten Thienamycin (1 ),
Th-
OH
nrrr2' COOH
worin R1' und R2' ausgewählt sind aus Wasserstoff und den vorher genannten Acylresten. Vorzugsweise ist Rr Wasserstoff und R2' ist eine einfach entfernbare Blockierungsgruppe, wie: Carbobenzyloxy, ring-substituiertes Carbobenzyloxy, wie o-und p-Nitrocarbobenzyloxy, p-Methoxycarbobenzyloxy, Chlor-acetyl, Bromacetyl, Phenylacetyl, -t-Butoxycarbonyl, Trifluor-acetyl, Bromäthoxycarbonyl, 9-Fluorenylmethoxycarbonyl, Dichloracetyl, o-Nitrophenylsulfenyl, 2,2,2-Trichloräthoxy-carbonyl, Brom-t-butoxycarbonyl, Phenoxyacetyl; nicht-acylge-schützte Gruppen, wie Triniedrigalkylsilyl, beispielsweise Tri-methylsilyl und tert.-Butyldimethylsilyl sind auch von Interesse. Die am meisten bevorzugten N-Blockierungsgruppen sind substituierte und unsubstituierte Carbobenzyloxyreste:
O
R2=-C—OCH2
<1
r'
(R')„ ,
worin n 0 bis 2 (n=0, R' = Wasserstoff) bedeutet und R' ist Niedrigalkoxy oder Nitro; und Brom-tert.-butoxycarbonyl,
O
,CH,
r
-C-O-C—CH2Br \
ch3
Die schliesslich erfolgende N-Entblockierung bei der Herstellung von Ia, Ic oder Ie kann nach einer Vielzahl von bekannten Verfahren durchgeführt werden, einschliesslich Hydrolyse oder Hydrierung ; wird eine Hydrierung verwendet, so schliessen geeignete Bedingungen ein Lösungsmittel ein, wie ein Niedrigalkanol in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators, wie Palladium, Platin oder Oxiden davon.
5 Das N-acylierte Zwischenprodukt [1, (oder Ia)] wird beispielsweise hergestellt, indem man Thienamycin (I) mit einem Acylierungsmittel behandelt, beispielsweise einem Acylhaloge-nid oder einem Acylanhydrid, wie einem aliphatischen, aromatischen, heterocyclischen, araliphatischen oder heterocyclischen io aliphatischen Carbonsäurehalogenid oder -anhydrid. Andere Acylierungsmittel, die auch verwendet werden können, sind beispielsweise gemischte Carbonsäureanhydride und insbesondere Niedrigalkylester von gemischten Carboxyl-Carbonsäure-anhydriden ; auch Carboxylsäuren in Gegenwart eines Carbodii-15 mids, wie 1,3-Dicyclohexylcarbodümid, und ein aktivierter Ester von Carboxylsäuren, wie p-Nitrophenylester, sind geeignet.
Diese N-acylierten Thienamycin-Ausgangsstoffe werden beispielsweise voll beschrieben in der US-Patentanmeldung mit 20 der Serial-Number 634 291 vom 21. November 1975 und der Continuation-in-part-US-Anmeldung, die gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung für die gleiche Anmelderin eingereicht worden ist, mit der internen Bezeichnung 15775YA. Diese Anmeldungen werden hiermit in die Beschreibung einbe-25 zogen.
Die Acylierungsreaktion kann durchgeführt werden bei Temperaturen im Bereich von etwa — 20 bis etwa 100 °C, aber vorzugsweise wendet man Temperaturen an im Bereich von — 9 °C bis 25 °C. Jedes Lösungsmittel, in dem die Reaktanten 30 löslich sind und das im wesentlichen inert ist, kann verwendet werden, beispielsweise polare Lösungsmittel, wie Wasser, Alkohole und polare organische Lösungsmittel, im allgemeinen solche, wie Dimethylformamid (DMF), Hexamethylphosphoramid (HMPA), Aceton, Dioxan, Tetrahydrofuran (THF), Acetoni-35 tril, heterocyclische Amine, wie Pyridin, Äthylacetat, wässrige Mischungen der vorgenannten, sowie auch halogenierte Lösungsmittel, wie Methylenchlorid und Chloroform. Die Umsetzung wird eine Zeitlang durchgeführt, die im Bereich von etwa 5 Minuten bis zu einem Maximum von 3 Stunden dauert, aber im 40 allgemeinen reicht eine Reaktionszeit von etwa 0,5 bis etwa 1 Stunde aus. Die folgende Gleichung kann dieses Verfahren unter Verwendung eines Carbonsäurehalogenids beschreiben; es ist jedoch selbstverständlich, dass man durch Verwendung eines Carbonsäureanhydrids oder eines anderen funktionellen äqui-45 valenten Acylierungsmittels gleiche Produkte erhalten kann:
oh oh
-N_ I
.sch,ch2-nh2 cooh Acylhalogenid
_x\
i !|
-n L-cooh sch2ch2nr1ir2'
Im allgemeinen, wenn bei der oben beschriebenen Acylierungsreaktion ein Säurehalogenid (geeignete Halogenide sind Chloride, Jodide oder Bromide) oder ein Säureanhydrid verwendet wird, wird die Umsetzung in Wasser oder einer wässri-gen Mischung eines polaren organischen Lösungsmittels, wie Aceton, Dioxan, THF, DMF, Acetonitril und dergleichen in Gegenwart eines geeigneten basischen Akzeptors, wie NaHC03, MgO, NaOH, K2HP04 und dergleichen vorgenommen.
Beim Durchführen der hier beschriebenen Umsetzung ist es im allgemeinen nicht notwendig, die 2-Carboxygruppe oder die 1 '-Hydroxygruppe zu schützen ; in den Fällen, in denen das Acylierungsmittel ausserordentlich wasserempfindlich ist, ist es manchmal vorteilhaft, die Acylierung in einem nicht-wässrigen
55 Lösungsmittelsystem vorzunehmen. Triorganosilyl (oder Zinn)-Derivate des Thienamycins ergeben schnell die Tris-Triorgano-silylderivate, beispielsweise Tris-Trimethylsilylthienamycin Th(TMS)3:
Th-
OTMS NHTMS L COOTMS
65
Diese Derivate, die leicht löslich in organischen Lösungsmitteln sind, werden auf einfache Weise hergestellt, indem man beispielsweise Thienamycin mit einem Überschuss an Hexame-
11
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thyldisilazan und einer stöchiometrischen Menge von Trime-thylchlorsilan bei 25 °C unter kräftigem Rühren unter einer N2-Atmosphäre umsetzt. Das dabei entstehende NH4C1 wird beispielsweise durch Zentrifugieren entfernt und das Lösungsmittel wird durch Verdampfen entfernt, wobei man das gewünschte Silylderivat erhält.
Das Zwischenausgangsprodukt Ic wird im allgemeinen hergestellt nach dem folgenden Schema; dabei ist jedoch zu beachten, dass eine direkte Veresterung, ohne Schutz der Ami-nogruppe auch möglich ist.
OH Th-4 NR'R2' COOH
1
OH Th—1- NR' R2' COX'R3'
Id
Ent-blockung
Th-
OH NH2 L COX'R3' Ic
In obigem Schema haben im allgemeinen alle Symbole die vorher angegebene Bedeutung.
Im allgemeinen wird der Übergang (L—>Ic) bewirkt nach üblichen Verfahren des Standes der Technik. Zu diesen Verfahren gehören beispielsweise:
1.) Umsetzung von .1 (oder I) mit einem Diazoalkan, wie Diazomethan, Phenyldiazomethan, Diphenyldiazomethan, und dergleichen in einem Lösungsmittel, wie Dioxan, Äthylacetat, Acetonitril und dergleichen, bei Temperaturen zwischen 0 °C und Rückfluss für eine Zeitdauer von wenigen Minuten bis 2 Stunden.
2.) Umsetzung eines Alkalisalzes von 1_ mit einem aktivierten Alkylhalogenid, wie Methyl jodid, Benzylbromid oder m-Phe-noxybenzylbromid, p-tert.-Butylbenzylbromid, Pivaloyloxyme-thylchlorid und dergleichen. Geeignete Reaktionsbedingungen schliessen Lösungsmittel, wie Hexamethylphosphoramid und dergleichen sowie Temperaturen von 0 °C bis 60 °C während eines Zeitraumes von wenigen Minuten bis zu 4 Stunden ein.
3.) Umsetzung von 1^ mit einem Alkohol, wie Methanol, Äthanol, Benzylalkohol und dergleichen. Diese Umsetzung kann durchgeführt werden in Gegenwart eines Carbodiimid-kondensierungsmittels, wie Dicyclohexylcarbodiimid und der20
30
gleichen. Geeignete Lösungsmittel bei Temperaturen zwischen 0 °C und der Rückflusstemperatur und Reaktionszeiten von 15 Minuten bis 18 Stunden schliessen ein CHC13, CH3C1, CH2C12 und dergleichen.
4.) Umsetzung von einem N-acylierten Säureanhydrid von JL, hergestellt durch Umsetzung der freien Säure l mit einem Säurechlorid, wie Äthylchlorformat, Benzylchlorformat und dergleichen, mit einem Alkohol, wie den unter 3.) aufgezählten, unter den gleichen Reaktionsbedingungen wie unter 3.) genannt. Das Anhydrid wird hergestellt durch Umsetzung von 1_ und dem Säurechlorid in einem Lösungsmittel, wie Tetrahydro-furan (THF), CH2C12 und dergleichen, bei Temperaturen von 25 °C bis zur Rückflusstemperatur während 15 Minuten bis 10 Stunden.
5.) Umsetzung von labilen Estern von wie Trimethylsilyl-ester, Dimethyl-tert.-butylsilylester oder dergleichen mit R3'X°, worin X° Halogen, wie Brom oder Chlor, ist und R3' die vorher angegebene Bedeutung hat, in einem Lösungsmittel, wie THF, CH2C12 und dergleichen bei Temperaturen zwischen 0 °C und Rückfluss während 15 Minuten bis 16 Stunden. Diese Umsetzung erfolgt beispielsweise nach dem folgenden Schema:
Th-
OTMS
r OTMS
N-Acylierung NHTMS 1 ^ Th-4- NR1 TMS
COOTMS
3
Veresterung
COOTMS
TH-
OTMS
milde Hydrolyse NR1 TMS —► TH-
COOR3'
OH NHR1 L COOR3'
worin TMS Triorganosilyl, wie Trimethylsilyl, bedeutet und alle anderen Symbole die vorher angegebene Bedeutung haben.
Die Amide der vorliegenden Erfindung werden üblicherweise in einfacher Weise hergestellt durch Umsetzung des Säureanhydrids (Ic, X' = O, R3'=Acyl) mit Ammoniak oder mit dem ausgewählten Amin, beispielsweise den vorher genannten Alkyl-, Dialkyl-, Aralkyl- oder heterocyclischen Aminen.
Die vorher wiedergegebenenen Schemata für die Veresterung sind bekannt bei den verwandten bicyclischen -Lactaman-tibiotika und allgemein bei organischen Synthesen und es soll
OH
Th-4 NR'R2-
COXR Id
50
55
hier festgestellt"werden, dass in der Regel keine besonderen kritischen Bedingungen hinsichtlich der Reaktionsparameter bei der Herstellung der N-acylierten und Carboxylderivate Ic, die als Ausgangsverbindungen für die vorliegende Erfindung geeignet sind, erforderlich sind.
Die Ausgangsverbindungen Ia und Ie werden im allgemeinen in einfacher Weise hergestellt nach irgendeiner der bekannten Veresterungs- oder Verätherungsreaktionen der sekundären Alkoholgruppe von Id. Solche Verfahren schliessen beispielweise ein:
OR3
>Th—- NR'R2
65
COXR Ie
1.) Für die Herstellung der Äther-Ausführungsformen wird normalerweise die säurekatalysierte Reaktion von Id durchgeführt mit einem Diazoalkan, wie Diazomethan, Phenyldiazomethan, Diphenyldiazomethan und dergleichen in einem inerten
633 800
12
Lösungsmittel, wie Dioxan, Tetrahydrofuran (THF), Halogenkohlenwasserstoffen, wie CH2C12, Äthylacetat und dergleichen in Gegenwart eines katalytischen Menge einer starken Säure oder Lewis-Säure, wie Toluolsulfonsäure, Trifluoressigsäure, Fluorborsäure, Bortrifluorid und dergleichen, bei Temperaturen zwischen — 78 °C und 25 °C während einiger Minuten bis 2 Stunden.
2.) Für die Herstellung der Äther-Ausführungsformen wird üblicherweise die Umsetzung von Id mit einem Alkylierungs-mittel durchgeführt, wie einem aktiven Halogenid, beispielsweise Methyljodid, Benzylbromid, m-Phenoxybenzylbromid und dergleichen; Alkylsulfonat, wie Dimethylsulfat, Diäthylsulfat, Methylfluorsulfonat und dergleichen, in Gegenwart einer starken Base, die in der Lage ist, ein Alkoholatanion von Ib zu bilden. Geeignete Basen schliessen ein Alkali- und Erdalkalioxide und -hydroxide, Alkalialkoxide, wie Kalium-tert.-buto-xid, tert. Amine, wie Triäthylamin, Alkalialkyle und -aryle, wie Phenyllithium, und Alkaliamide, wie Natriumamid. Geeignete Lösungsmittel schliessen ein inerte wasserfreie Lösungsmittel, wie tert.-Butanol, Dimethylformamid (DMF), THF, Hexame-thylphosphoramid (HMPA), Dioxan und dergleichen, bei Temperaturen von — 78 °C bis 25 °C während eines Zeitraumes von wenigen Minuten bis 4 Stunden.
3.) Für die Herstellung der Ester-Ausführungsformen findet in der Regel die Umsetzung von Id mit irgendeinem der vorher aufgeführten Acylreste in ihrer Säureform statt. Diese Umsetzung kann durchgeführt werden in Gegenwart eines Carbodi-imid-Kondensierungsmittels, wie einem Dicyclohexylcarbodi-imid und dergleichen. Geeignete Lösungsmittel schliessen ein inerte Lösungsmittel, wie CHC13, CH2C12, DMF, HMPA, Aceton, Dioxan und dergleichen, bei Temperaturen von 0 °C bis
60 °C während eines Zeitraums von 15 Minuten bis 12 Stunden.
Th-
or3
NRrR2'
• Th-
COX'R3 Ie
OR3
nh2
COX'R3' Ie
Th-
' or3
nh2
cooh Ia
10
Das Ausgangsmaterial Ia wird einfach und vorzugsweise erhalten, wenn X' Sauerstoff ist und R3' eine einfach entfernbare Carboxylschutz- oder -blockierungsgruppe (siehe oben). Das Ausgangsmaterial Ia wird beispielsweise hergestellt durch Entblocken nach einer Vielzahl von bekannten Verfahrensweisen einschliesslich Hydrolyse und Hydrierung. Werden die bevor-zugten Carboxylblockierungsgruppen verwendet (unten), so ist das bevorzugte Entblockungsverfahren die Hydrierung, bei der das Zwischenprodukt (Ie) in einem Lösungsmittel, wie einem Niedrigalkanol, in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators, wie Palladium, Platin oder Oxiden davon, hydriert wird.
In diesem Zusammenhang sei festgestellt, dass zu den geeigneten «Blockierungsgruppen R3' im allgemeinen die Untergruppen gehören, die definiert werden wie vorher als Aralkyl, Halo-genalkyl, Alkanoyloxyalkyl, Alkoxylalkyl, Alkenyl, substituiertes Alkyl oder Aralkoxyalkyl und auch Alkylsilyl, worin die 25 Alkylgruppe 1 bis 10 Kohlenstoff atome hat. Zu den geeigneten «Blockierungsgruppen» R3' gehören beispielsweise Benzyl, Phenacyl, p-Nitrobenzyl, Methoxymethyl, Trichloräthyl, Trime-thylsilyl, Tributylzinn, p-Methoxybenzyl und Benzhydryl. Diese Blockierungsgruppen werden bevorzugt, weil sie allgemein an-30 erkannt sind als leicht entfernbare Blockierungsgruppen bei dem Stand der Technik, der die Cephalosporine und Penicilline betrifft.
Die bevorzugten Carboxyl-Blockierungsgruppen sind Benzyl und substituiertes Benzyl:
4.) Für die Herstellung der Ester-Ausführungsformen wird 35 normalerweise Id mit einem Acylhalogenid oder einem Säureanhydrid umgesetzt, wobei die Acylgruppen vorher beschrieben wurden. Im allgemeinen verwendet man bei der vorher erwähnten Acylierungsreaktion ein Säurehalogenid (geeignete Halogenide sind Chloride, Jodide oder Bromide oder Säureanhydride) 40 und die Umsetzung wird in einem wasserfreien organischen Lösungsmittel, wie Aceton, Dioxan, Methylenchlorid, Chloroform, DMF oder dergleichen, in Gegenwart eines geeigneten basischen Akzeptors, wie NaHC03, MgO, Triäthylamin, Pyridin und dergleichen, bei Temperaturen zwischen 0 °C bis 40 °C 45 während einer Stunde bis 4 Stunden vorgenommen.
Geeignete Acylhalogenide und -anhydride schliessen ein: Essigsäureanhydrid, Bromessigsäureanhydrid, Propionanhy-drid, Benzoylchlorid, Phenylacetylchlorid, Azidoacetylchlorid, 2-Thienylacetylchlorid, 2-, 3- und 4-Nicotinylchlorid, p-Nitro- 50 benzoylchlorid, 2,6-Dimethoxybenzoylchlorid, 4-Guanidino-phenylacetylchlorid, Methansulfonylchlorid, Dibenzylphos-phorchloridat, Dimethylthiophosphorchloridat, 2-Furoyläthyl-carbonsäureanhydrid, Methylchlorformat, Bis-(p-Nitrobenzyl)-phosphorchloridat und dergleichen.
r3'=_ch2-
V
(R')n
55
5.) Für die Herstellung der Ester-Ausführungsformen wird üblicherweise Id umgesetzt mit einem geeigneten substituierten Keten oder Isocyanat, wie Keten, Dimethylketen, Methylisocy-anat, Methylisothiocyanat, Chlorsulfonylisocyanat und derglei- 60 chen. Geeignete Lösungsmittel schliessen ein Dioxan, Tetrahydrofuran, Chloroform und dergleichen, bei Temperaturen von — 70 °C bis 60 °C während eines Zeitraumes von 15 Minuten bis 18 Stunden.
Das Zwischenprodukt Ie wird dann normalerweise N-ent- 65 blockt, wie vorher beschrieben, um die Ausgangsverbindungen Ie (Rr und R2'=H) und Ia zu erhalten. Aus Ie wird normalerweise Ia durch Entblocken der Carboxylgruppe hergestellt:
worin n=0 bis 2 (n=0, R'=H) und R' Niedrigalkoxyl oder Nitro bedeuten.
Nach einer alternativen Verfahrensweise können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung IIa auch erhalten werden, indem man an den substituierten N-Methylenthienamycin-derivaten II arbeitet, um die Derivate durch Einführen der Gruppe R3 und/oder-COX'R3' zu erhalten. Eine solche Verfahrensweise wird im allgemeinen genauso durchgeführt wie vorher beschrieben, mit der Ausnahme, dass die Verbindung II die vorher beschriebenen Ausgangsmaterialien ersetzt, wie Ia, Ic und Ie, und ausserdem besteht selbstverständlich nicht die Notwendigkeit, eine N-Entblockung vorzunehmen.
Herstellung der Guanidine
Im allgemeinen können die Guanidine einfach hergestellt werden, indem man Thienamycin oder ein O- oder Carboxylde-rivat davon (Ia, Ic oder Ie, worin R, '=R2'=H ist) mit (a.) einem -OR" (beispielsweise O-Alkyl, O-Aryl) Pseudoharnstoff oder einem S-Alkyl- oder S-Arylpseudothioharnstoff umsetzt; durch Umsetzung eines substituierten Pseudoharnstoffes mit Ammoniak oder einer Aminoverbindung, wie einem Alkyl-, Aralkyl-oder Heteroaralkylamin.
Geeignete Lösungsmittel für solche Umsetzungen schliessen ein Wasser und gepufferte wässrige polare organische Lösungsmittelmischungen mit einem pH von 7 bis 9 oder wasserfreie polare organische Lösungsmittel, wie Dimethylformamid oder
13
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Hexamethylphosphoramid bei einer Temperatur von 0 °C bis 40 °C während 1 bis 24 Stunden.
Geeignete Reagentien (a.) und (b.) schliessen ein:
(a.) -OR-Pseudoharnstoffe und -SR-Pseudothioharnstoffe
O-Methylpseudoharnstoff, S-Methylpseudothioharnstoff, S-Methylpseudothionitroharnstoff, 0-2,4-Dichlorphenylpseu-doharnstoff, S-p-Nitrophenylpseudothioharnstoff, 0-N,N-Tri-methylpseudoharnstoff und dergleichen.
(b.) Amino-Reagentien
Die Umsetzung, welche die Reagentien (a.) einschliesst, kann durch das folgende Diagramm wiedergegeben werden:
sch2ch2nh2
cox'r3
12 1
r r n-c=n-r
,nr r sch -)ch7n=c , , x nr h cox'r3
worin R3, X', R3', R1 und R2 die vorher angegebene Bedeutung haben; X" ist O oder S und R" ist wie angegeben und vorzugsweise Niedrigalkyl oder Aryl.
Die Umsetzung, welche die Reagentien (b.) einschliesst, kann durch das folgende Diagramm wiedergegeben werden:
Stickstoffatom, an welches sie gebunden sind) 4 bis 10 Atome, von denen eines oder mehrere ein weiteres Heteroatom aus der Gruppe Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff sein können ; R1 und R2 sind substituiert oder nicht-substituiert, und zwar: Cy-5 ano; Wasserstoff; Carbamoyl; Carboxyl; Alkoxycarbonyl und Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen; Alkenyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen; Alkynyl mit 2 bis 10 Kohlenstoff atomen; Cycloalkyl mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen ; Cycloalkylalkyl und Cycloalkylalkenyl mit 4 bis 12 Kohlenstoff atomen; Cycloalke-lo nyl, Cycloalkenylalkenyl und Cycloalkenylalkyl mit 3 bis 10,4 bis 12 bzw. 4 bis 12 Kohlenstoffatomen; Aryl mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, Aralkyl, Aralkenyl und Aralkynyl mit 7 bis 16 Kohlenstoff atomen; mono- und bicyclisches Heteroaryl und Heteroaralkyl mit 4 bis 10 Ringatomen, von denen eines oder 15 mehrere ein Heteroatom aus der Gruppe Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff ist, und worin die Alkylgruppe des Heteroaral-kylrestes 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält; mono- und bicyclisches Heterocyclyl und Heterocyclylalkyl mit 4 bis 10 Ringatomen, von denen eines oder mehrere ein Heteroatom aus der 20 Gruppe Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff ist, und worin die Alkylgruppe des Heterocyclylalkylrestes 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält ;
und worin der vorerwähnte Substituent oder die Substituenten an R1, R2 oder an dem Ring, gebildet durch die Verbindung 25 von R1 und R2, ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: Chlor, Brom, Jod und Fluor; Azido; Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen; Thio; Sulpho; Phosphono; Cyanothio (-SCN); Nitro; Cyano; Amino; Hydrazino; mono-, di- und trialkylsub-stituiertes Amino und Hydrazino, worin das Alkyl 1 bis 6 Koh-30 lenstoffatome hat ; Hydroxyl ; Alkoxyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen; Alkylthio mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen; Carboxyl, Oxo; Alkoxycarbonyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Alkoxylgruppe; Acyloxy mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen; Carbamoyl und Mono- und Dialkylcarbamoyl, worin die Alkylgrup-35 pe jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatome hat, und deren pharmazeutisch annehmbaren Salzen, ist dadurch gekennzeichnet, dass man Thienamycin (I)
O i2
sch0chnnh=c-nr~r - ^ I
ox ' rj hnr1r2
oh
/X
G) i 2
-sch2ch2nh=c-nr~r .eoo3
^ z ^ cooh
(I)
nr r
45 unter intermediärem Schutz der Sauerstoff-Funktionen und/ oder der Carboxyl-Funktion, mit einer Verbindung der Formel
X"R°
wobei alle Symbole die vorher angegebene Bedeutung haben.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Guanidinen der allgemeinen Formel (II)
oa
£ch-.ch->N=c-X 2 z ,
.cooh y
(II)
Û
worin Y -NR'R2 und X -NR'R2 bedeutet, wobei
R1 und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus Wasserstoff, Nitro, Hydroxyl, Alkoxyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Amino, Mono-, Di- und Trialkylamino, worin die Al-kylgruppen jeweils 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten ; R1 und < R2 können miteinander verbunden werden unter Bildung eines substituierten oder nicht-substituierten mono- oder dicyclischen Heteroaryls oder Heterocyclyls, enthaltend (zusammen mit dem
50 R'R2N-C=N-R'
worin X" O oder S und -X"R° die austretende Gruppe ist und R1 und R2 obige Bedeutung besitzen und R° irgend einen Rest bedeutet, behandelt und erhaltene Verbindungen gegebenen-55 falls in deren pharmazeutisch annehmbaren Salze überführt.
Die Produkte (II und IIa) können eine Vielzahl von pharmakologisch annehmbaren Salzen bilden, wie Säureadditionssalze, beispielsweise mit Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, p-Toluolsulfonsäure 60 und Methansulfonsäure. Die Salze dieser Erfindung sind pharmakologisch akzeptierbare nicht-toxische Derivate, die als aktive Bestandteile in geeigneten pharmazeutischen Dosierungsformen verwendet werden können. Sie können auch mit anderen Arzneimitteln vereint werden, um Zusammensetzungen zu bilden, die ein breites Aktivitätsspektrum haben.
Die neuen erfindungsgemäss herstellbaren Verbindungen sind neue wertvolle Antibiotika, die in der Regel aktiv sind gegen verschiedene gram-positive und gram-negative Bakterien
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und die deshalb in der Human- und Veterinärmedizin Verwen- häute der Nase und das Hals- und Bronchialgewebe und sie dung finden. Die erfindungsgemäss herstellbaren Verbindungen können in einfacher Weise auch in Form von pulvrigen oder können deshalb als antibakterielle Arzneimittel für die Behand- flüssigen Sprays für Inhalationen zubereitet werden oder in lung von Infektionen verwendet werden, die durch gram-positi- Form von Pastillen oder Zubereitungen für Halspinselung. Für ve und gram-negative Bakterien verursacht werden, beispiels- 5 die medizinische Anwendung an den Augen oder Ohren können weise gegen Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella die Zubereitungen als besondere Kapseln in flüssiger oder halb-pneumoniae, Serratia, Salmonella typhosa, Pseudomonas und flüssiger Form vorliegen oder sie können als Tropfen und der-Bacterium proteus. Die erfindungsgemäss herstellbaren Bakte- gleichen verwendet werden. Für topische Anwendungen kann rizide können weiterhin verwendet werden als Additive für Fut- man hydrophobe oder hydrophile Basen als Salben, Cremes, termittel und zum Konservieren von Nahrungsmitteln und als 10 Lotionen, Salbungsmittel oder Pulver formulieren. Desinfektionsmittel. Sie können beispielsweise in wässrigen Zu- Ausser einem Trägermaterial können die erfindungsgemäs-sammensetzungen in Konzentrationen im Bereich von 0,1 bis sen Zusammensetzungen auch weitere Bestandteile, wie Stabili-100 Teile des Antibiotikums pro Million Teile Lösung verwen- satoren, Bindemittel, Antioxidantien, Konservierungsmittel, det werden, um das Wachstum von schädlichen Bakterien auf Schmiermittel, Suspensionsmittel, Viskositätsmittel oder Gemedizinischen und dentaltechnischen Ausrüstungen zu zerstö- 15 schmacksstoffe und dergleichen enthalten. Darüberhinaus kön-ren oder zu inhibieren und auch als Bakterizide bei industriellen nen in den Zusammensetzungen auch andere aktive Bestand-Anwendungen, beispielsweise bei auf Wasser aufgebauten An- teile vorhanden sein, um ein breiteres Spektrum der antibioti-strichmitteln, beim Weisswasser von Papiermühlen, um das sehen Aktivität zu bewirken.
Wachstum von schädlichen Bakterien zu inhibieren.
Die erfindungsgemäss herstellbaren Produkte können allein 20 Für die Veterinärmedizin können die Zusammensetzungen verwendet werden oder in Kombination mit aktiven Bestandtei- beispielsweise als innerhalb der Brust einlegbare Zubereitungen len in einer Vielzahl von pharmazeutischen Zubereitungen. mit einer entweder schnellen oder langsamen Abgabewirkung
Diese Antibiotika und ihre entsprechenden Salze können in formuliert werden.
Form von Kapseln oder als Tabletten, als Pulver oder als flüssige Lösungen oder als Suspensionen und Elexiere verwendet 25 Die zu verabreichenden Dosierungen hängen üblicherweise werden. Sie können oral, intravenös oder intramuskulär verab- zu einem erheblichen Teil von dem Zustand des behandelten reicht werden. Patienten ab und von dem Gewicht des Patienten, der Verab-
Die Zusammensetzungen werden vorzugsweise in einer sol- reichungsroute und der Häufigkeit der Verabreichung, wobei chen Form zubereitet, dass sie im Magen-Darm-Kanal absor- parenterale Route für allgemeine Infektionen bevorzugt biert werden. Tabletten und Kapseln für eine orale Verabrei- 30 ^ unc^ ^ie orale Route für Infektionen der Eingeweide. Im chung können in Einzeldosierungsform vorliegen und können allgemeinen enthält eine tägliche orale Dosierung etwa 2 bis übliche Excipientien, wie Bindemittel, enthalten, beispielsweise etwa 600 mg aktiven Bestandteil pro kg Körpergewicht des Pa-Sirup, Gummi arabicum, Gelatine, Sorbose, Traganth oder Po- tienten bei einer oder mehreren Verabreichungen pro Tag. Eine lyvinylpyrrolidon ; Füllstoffe, beispielsweise Lactose, Zucker, bevorzugte tägliche Dosierung für Erwachsene liegt im Bereich Maisstärke, Calciumphosphat, Sorbose oder Glycerin ; Schmier- 35 von etwa 15 bis 150 mg an aktivem Bestandteil pro kg Körpermittel, beispielsweise Magnesiumstearat, Talkum, Polyäthy- gewicht.
lenglykol, Siliciumdioxid; Zerfallmittel, beispielsweise Kartoffelstärke oder geeignete Befeuchtungsmittel, wie Natriumlau- Die vorliegenden Zusammensetzungen können in verschie-rylsulfat. Die Tabletten können in bekannter Weise beschichtet denen Einzeldosierungsformen verabreicht werden, beispiels-werden. Orale flüssige Präparationen können in Form von wäss- 40 weise in festen oder in flüssigen oral aufnehmbaren Dosierungsrigen oder öligen Suspensionen, Lösungen, Emulsionen, Siru- formen. Die Zusammensetzungen pro Einzeldosierung, ob sie pen, Elixieren und dergleichen vorliegen oder können als trok- flüssig oder fest ist, soll in der Regel 0,1 % bis 99 % an aktivem kenes Produkt hergestellt werden, damit sie dann mit Wasser Material enthalten, wobei der bevorzugte Bereich zwischen et-oder einem anderen geeigneten Trägermaterial vor ihrer Ver- wa 10 und 60% liegt. Die Zusammensetzungen enthalten im wendung angemacht werden können. Solche flüssigen Zuberei- 45 allgemeinen etwa 15 mg bis etwa 1500 mg an aktivem Bestandtungen können übliche Additive, wie Suspensionsmittel, bei- teil ; im allgemeinen ist es jedoch bevorzugt, eine Dosierungsspielsweise Sorbose, Sirup, Methylcellulose, Glukose/Zuckersi- menge im Bereich von etwa 100 bis 1000 mg zu verwenden. Bei rup, Gelatine, Hydroxyäthylcellulose, Carboxymethylcellulose, einer parenteralen Verabreichung ist die Einzeldosierung im all-Aluminiumstearatgel oder hydrierte essbare Öle enthalten, bei- gemeinen die reine Verbindung in einer leicht angesäuerten spielsweise Mandelöl, fraktioniertes Kokosnussöl, Ölester, Pro- so wässrigen sterilen Lösung oder in Form eines löslichen Pulvers, pylenglykol oder Äthylalkohol enthalten ; Konservierungsmit- das zum Auflösen bestimmt ist.
tel, beispielsweise Methyl- oder Propyl-p-hydroxybenzoat oder
Sorbinsäure. Suppositorien enthalten normalerweise die übli- Die nachfolgenden Beispiele beschreiben die Erfindung,
chen hierfür geeigneten Substanzen, beispielsweise Kakaobutter ohne diese aber zu beschränken. Irt den Beispielen wird der oder andere Glycerine. 55 Thienamycinkern (I, wie vorher angegeben) durch das folgende
Zusammensetzungen für Injektionen können in Einzeldo- Symbol wiedergegeben sierungen in Form von Ampullen hergestellt werden oder in Behältern mit zugesetzten Konservierungsmitteln für Mehrfachdosierungen. Die Zusammensetzungen können in Form von Suspensionen, Lösungen oder Emulsionen in Öl oder wässrigen m Trägermaterialien und sie können Formulierungsmittel, wie Suspensionsmittel, Stabilisierungsmittel und/oder Dispergiermittel enthalten. Alternativ können die aktiven Bestandteile in Form von Pulver vorliegen, damit sie mit einem geeigneten Trägermaterial, beispielsweise sterilem, keimfreien Wasser vor der 6S an dem die sekundäre Alkoholgruppe, die Aminogruppe und Anwendung angemacht werden können. die Carboxylgruppe enthalten sind. Die erfindungsgemäss her-
Die Zusammensetzungen können auch in geeigneten For- stellbaren Verbindungen können deshalb in einfacher Weise wie men für die Absorption zubereitet werden durch die Schleim- folgt beschrieben werden:
OH
Th-4 NH2 COOH
15
633 800
■OH
Th—N=C-X
l-cooh
II
und
Th-
— OR3
-NH=C-X
Y
.COX'R3
Ila worin X, Y, R3, X', R3' und A die vorher angegebene Bedeutung haben.
Beispiel 1
Herstellung von N-Guanylthienamycin
Thienamycin (11 mg) wird in einem pH 7 0,ln Phosphatpuffer (1 ml) gelöst und mit 0,ln Natriumhydroxid mittels einer automatischen Ausgabeburette auf den pH 8,3 eingestellt. Zu 5 der magnetisch gerührten Lösung gibt man 0-2,4,5-Trichlor-phenylisoharnstoff.Hydrochlorid (76 mg) in einzelnen Portionen, wobei man mittels der automatischen Ausgabeburette den pH nahezu konstant hält. Die Umsetzung wird 4 Stunden bei 22 °C durchgeführt und dann wird mit verdünnter Säure der pH io auf 7,0 wieder eingestellt. Eine Probe dieser Lösung, enthaltend Thienamycin und N-Guanylthienamycin, wird elektrophore-tisch behandelt (50 V/cm, 25 Minuten, pH 7 0,ln Phosphatpuffer) und zeigt eine positive Sakaguchi Sprühzone bei 2,0 cm gegenüber einer Anode und eine positive Ninhydrin-Sprayzone 15 bei 1,5 cm in der gleichen Richtung.
Th-
OTMS
NHTMS oder TH(TMS)3 L COOTMS
TMS=TrimethyIsilyl
Beispiel 4
C\
, . H-.NCN
Cl —<OV-CH 2
C-C
.HCl
Herstellung von silyiertem Thienamycin
Thienamycin (80,0 mg) wird in 40 ml Tetrahydrofuran (THF) unter einer Stickstoffatmosphäre suspendiert und auf 10 ml konzentriert; dazu werden Hexamethyldisilazan (1,0 ml) und Trimethylchlorsilan (300 ul) gegeben. Die Mischung wird 20 Minuten bei 25 °C unter heftigem Rühren umgesetzt. Dann wird die Suspension zur Entfernung von Ammoniumchlorid zentrifugiert. Das Überstehende wird unter einem Stickstoffstrom zu einem Öl für die weitere Umsetzung eingedampft.
Beispiel 2
OH
Th-- NHC
^NH
\
NH,
l co2h
35
40
45
Herstellung von N-Guanylthienamycin
Thienamycin (8,9 mg) wird in pH 7 0,ln Phosphatpuffer (0,7 ml) und N,N-Dimethylformamid (0,3 ml) gelöst und die Lösung wird unter Zugabe von 2,5n Natriumhydroxidlösung auf 50 pH 9,5 gebracht. Zu der magnetisch gerührten Lösung gibt man O-Methylisoharnstoff.Hydrogensulfat (43 mg), wodurch ein leichter Abfall des pHs bewirkt wird. Zusätzliche Natriumhydroxidlösung wird zugegeben, wobei der pH zurück auf 9,5 eingestellt wird und die Lösung wird 30 Minuten bei 23 °C gerührt. 55 Die Lösung wird dann auf den pH 7,0 angesäuert. Eine Probe der Lösung, enthaltend eine Mischung aus Thienamycin und N-Guanylthienamycin, zeigt zwei bioaktive Zonen nach Elektrophorese (50 V/cm, 20 Minuten, 0,05n pH 7 Phosphatpuffer) und Bioautographie gegen S. aureus Platten. 60
Beispiel 3
CÏ
Thienamycin C1_^q\_q_c^
• HCl
Cl
VNH_
Th-
oh
NHC^ CO,H
^NH
65
NH,
Herstellung von 0-2,4,5-Trichlorphenylisoharnstoff.Hy-drochlorid
Eine Lösung aus Cyanamid (0,28 mg) in Äther (0,50 ml) wird mit 2,4,5-Trichlorphenol (12,5 g) gemischt. Die Mischung wird auf 70 °C erhitzt und die Schmelze wird magnetisch gerührt während man das Reaktionsgefäss mit Stickstoff spült. Dann wird trockenes Chlorwasserstoffgas langsam durch die Schmelze hindurchgeperlt und die Mischung wird auf 22 °C abgekühlt. Der erhaltene Feststoff wird gründlich mit Äther gewaschen und filtriert, wobei man 0-2,4,5-Trichlorphenylisoharnstoff-Hydrochlorid als weissen Feststoff F. 205 bis 206 °C erhält.
Beispiel 5 Herstellung von N-Allylformamid
Eine Mischung von Allylamin (5,00 g, 87,6 mMol) und Methylformat (5,26 g, 87,6 mMol) wird 2 Stunden bei 25 °C gerührt. Im Anschluss daran wird der Kolben mit einem kurzen Destillationsaufsatz versetzt und das gewünschte N-Allylformamid wird bei 89 bis 90 °C (0,7 mm) als farbloses Öl gewonnen. Ausbeute 7,0 g (94%). IR(CHC13) 3380,1680 cm" *; KMR (CHC13)Ö8,1 (1H, br s), 06,4-7,9 (1H, sehr breit), 05,5-6,3 (1H, m), 04,9-5,5 (2H, m), 63,85 (2H, m).
Beispiel 6
Herstellung von Äthylallylimidathydrochlorid
Äthylchlorformat (2,66 g, 24,47 mMol) werden mittels einer Spritze zu N-Allylformamid (2,08 g, 24,47 mMol) in einen trockenen Kolben unter N2 gegeben. Die erhaltene Mischung wird 2 Stunden bei 25 °C gerührt und während dieser Zeit entwickelt sich sehr schnell C02. Das Reaktionsgemisch wird dann auf 45 °C erhitzt bis keine weitere Gasentwicklung mehr auftritt (2 Stunden). Das viskose Produkt wird dann gekühlt und im Vakuum bei 0,2 mm 2 Stunden zur Entfernung von allen flüchtigen Bestandteilen behandelt.
Beispiel 7
Herstellung von N-(l-Buten-3-yl)-formamid
Eine Lösung aus 3,5 g (0,05 Mol) 3-Amino-l-buten in 12 ml Methylformat wird 20 Stunden auf 25 °C gehalten; die Lösung wird dann unter vermindertem Druck zur Entfernung von überschüssigem Methylformat konzentriert. Das als Rückstand verbleibende N-(l-Buten-3-yl)-formamid wird unter vermindertem Druck destilliert. Man erhält eine Fraktion, die 3 g
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16
N-(l-Buten-3-yl)-formamid enthält (Siedepunkt 58 bis 60 °C/ 0,5 mm).
Beispiel 8
Herstellung von Äthyl-N-(l-buten-3-yl)-formimidat
Eine Mischung aus 1,0 g N-(l-Buten-3-yl)-formamid und einem Äquivalent Äthylchlorformat wird unter N2 4 Stunden gerührt, während sich C02 entwickelt. Die Mischung wird unter vermindertem Druck 3 Stunden gerührt, um alles nicht umgesetzte Äthylchlorformat zu entfernen und man erhält als Rückstand Äthyl-N-(l-buten-3-yl)-formimidat.
Beispiel 9
Herstellung von Methyl-N-dimethylaminoformimidat
Zu einer gerührten Lösung N,N-Dimethylformhydrazid (0,22 g) in 2,0 ml Chloroform wird unter Stickstoff Methylchlorformat (0,5 ml) gegeben. Die Mischung wird auf 40 °C 3 Stunden erhitzt und dann unter Stickstoff eingedampft. Die Mischung wird mit wasserfreiem Äther trituiert. Die überstehende Lösung wird dekantiert und der Rückstand in einem Stickstoffstrom getrocknet. Ausbeute 284 mg. KMR CDC13ô, 9,13 (HC) ; 3,80 (OCH3), 3,01 (N(CH3)2).
Beispiel 10
Herstellung von Cyclopropylformamid
Eine Mischung aus Cyclopropylamin (5,00 g, 87,6 mMol) und Methylformat (5,26 g, 87,6 mMol) wird 2 Stunden bei 25 °C gerührt. Am Anfang wird eine exotherme Reaktion festgestellt. Die Mischung wird dann in einen Drehverdampfer zur Entfernung des während der Reaktion gebildeten Methanols gegeben. Das zurückbleibende Material wird durch einen kurzen Destillationsaufsatz destilliert, wobei man 6,92 g (93 %) des gewünschten N-Cyclopropylformamids als farbloses Öl erhält. KMR (CDCl3)ô8,l (IH, br S); 06,8-8,5 (IH, br), 02,4-3,0 (IH,m), 00,4-1,0 (4H, m).
Beispiel 11
Herstellung von Äthyl-N-cyclopropylformimidat
Äthylchlorformat (4,078 g, 37,58 mMol) wird durch eine Spritze zu N-Cyclopropylformamid (3,194 g, 37,58 mMol) unter Stickstoff in einen trockenen Kolben gegeben. Nach einer Anfangszeit von 30 Sekunden beginnt eine schnelle Gasentwicklung. Das erhaltene Reaktionsgemisch wird bei 25 °C gerührt bis keine weitere Gasentwicklung mehr festgestellt werden kann (~4 Stunden) und dann wird das viskose Produkt einem Vakuum von 0,5 mm 1 Stunde ausgesetzt zur Entfernung von nicht umgesetztem Äthylchlorformat. KMR-Analyse des Produktes zeigt das Formylproton bei 69,37 als breites Singulett (CDC13-Lösung).
Beispiel 12
Herstellung von Äthyl-N-(methylthioäthyl)-formimidat
Zu einem 60 ml Scheidetrichter gibt man Äthylformimidat (0,97 g, 8,8 mMol), eine Lösung von ß-Methylthioäthylamin (0,80 g, 8,8 mMol) in CH2C12 (35 ml) und H2Ö (35 ml). Die Mischung wird 5 Minuten heftig geschüttelt. Die CH2C12-Schicht wird abgetrennt, mit Salzwasser gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck eingedampft, wobei man das rohe Imidat (0,59 g) als trübe, blasse, gelbe Flüssigkeit erhält. IR 1660,1230 cm-1.
Beispiel 13 Herstellung von N-Nitroguanylthienamycin
Thienamycin (131 mg) wird in einer Lösung von Dimethyl-
sulfoxid (10 ml), Tri-n-Butylamin (0,30 ml) und 2-Methyl-l-nitro-2-thiopseudoharnstoff (0,3 g) gelöst. Die Lösung wird auf einem Wasserbad auf 45 °C erwärmt, während man einen Stickstoffstrom heftig durch die Lösung perlen lässt. Nach 50 Minu-sten wird die Lösung im Hochvakuum konzentriert auf 1,0 ml und dann in 0,05n pH 7 Phosphatpuffer (7 ml) gelöst. Der nicht umgesetzte Thiopseudoharnstoff wird ausgefällt und durch Filtrieren entfernt. Die Lösung wird dann über Dowex 50-Xa Harz (53 cm3,200-400 Maschen, Na+-Zyklus) chromatographiert io und mit Wasser eluiert. Das N-Nitroguanylderivat eluiert im ersten Säulenvolumen und wird zu einem Feststoff gefriergetrocknet (23%).
UV (pH 7 0,ln Phosphatpuffer)^max 269 nm (eil 000) Elektrophorese (40 V/cm, pH 7 0,ln Phosphatpuffer, 20 15 Minuten) 3,0 cm in Richtung Kathode.
Beispiel 14
Herstellung von Äthyl-N-methoxyformimidat
Eine Mischung aus Methoxyaminhydrochlorid (0,020 Mol, 201,6700 g) und wasserfreiem Kaliumcarbonat (0,01 mMol), 1,3821 g) wird in 7,0 ml Wasser gelöst. Dazu werden 80 ml Äther gegeben und das Reaktionsgemisch wird mit Äthylformi-midathydrochlorid (0,02 Mol, 2,1900 g) behandelt. Die Mischung wird 15 Minuten geschüttelt. Die Ätherschicht wird ab-25 getrennt und die wässrige Schicht wird mit 2 Teilen Äther (30 ml) extrahiert. Die vereinten und getrockneten Ätherlösungen werden verdampft, wobei man 0,8433 g Äthyl-N-methoxy-formimidat erhält.
KMR 61,36 (Triplett)
30 63,83 (Singulett)
64,13 (Quartett)
66,56 (Singulett).
Beispiel 15
35 Äthyl-N-(2,2,2-trifluoräthyl)-formimidat
Äthylformimidathydrochlorid (0,555 g, 5 mMol), 2,2,2-Tri-fluoräthylaminhydrochlorid (0,677 g, 5 mMol) und Kaliumcarbonat (0,345 g, 2,5 mMol) werden in 20 ml CH3CI2 suspendiert und mit 2 ml H20 behandelt. Die Mischung wird 3 Minuten 40 heftig geschüttelt. Die organische Phase wird abgetrennt und die wässrige zweimal mit 10 ml-Anteilen CH2CI2 extrahiert. Die vereinten organischen Phasen werden getrocknet und das CH2C12 wird durch eine Vigreauxe-Kolonne abdestilliert, wobei man Äthyl-N-(2,2,2-trifluoräthyl)-formimidat erhält. « KMR 61,33 t (CH3CH2) ; 3,8 q 0 = 10 c.p.s., CF3CH2) 4,23 q (u=7,5, CH3CH2Ö); 7,6 S (H-C=N).
Beispiel 16
Herstellung von Athyl-N-äthoxycarbonyläthylformimidat 50 Äthylformimidathydrochlorid (0,55 g, 5 mMol), Äthylglyci-nathydrochlorid (0,697 g, 5 mMol) und Kaliumcarbonat (0,345 g, 2,5 mMol) werden in 20 ml CH2C12 suspendiert und mit 2 ml H20 behandelt. Die Mischung wird 4 Minuten heftig geschüttelt. Die organische Phase wird abgetrennt, die wässrige 55 Phase zweimal mit CH2C12 (10 ml) extrahiert und die vereinte organische Phase wird getrocknet und abgedampft, wobei man Äthyl-N-äthoxycarbonylmethylformimidat erhält.
KMRÔ: 1,26 t (CH2-CH2); 4,06 S (N-CH2-C); 4,23 g (CH3CH2-Ö); 7,5 S (N=CH).
60
Beispiel 17
Herstellung von Kalium-N-äthoxycarbonylmethylformimidat
H
\
/
C=N-CH, • COOEt
KOEt,
Hv
EtO
Et=C2H5
Et2ö, EtOH
EtO
JC=N-CTL-COOK
17
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Kalium (0,18 g) wird in einer Mischung aus 0,6 g Äthanol und
4 ml Äthyläther unter N2 aufgelöst. Die Lösung wird mit 50 ml Äthyläther verdünnt und Äthyl-N-äthoxycarbonylmethylformi-midat (0,79 g) in 2 ml Äthyläther wird zugegeben und anschliessend 0,1 ml HzO. Es findet eine schnelle Kristallisation des Salzes statt. Der Feststoff wird filtriert, mit Äther gewaschen und unter Vakuum getrocknet, wobei man Kalium-N-äthoxycarbonylmethyl-formimidat erhält.
KMR (D20) 1,13 t (CH3CH2); 3,63 g (CH3-CH20); 3,8 S (N-CH2-C) ; 8,06 S N=CH.
Beispiel 18 Herstellung von Äthyl-N-benzylformimidat
Eine Lösung aus 690 mg (5,1 mMol) N-Benzylformamid in
5 ml Methylenchlorid wird auf einem Eis-Wasser-Bad gekühlt und unter einen Argon-Schutz gestellt. Die Lösung wird gerührt während tropfenweise 4,9 ml (4,9 mMol) lMTriäthyloxonium-fluorborat in Methylenchlorid zugegeben werden. Nach 45-minütiger Reaktionszeit wird die Mischung zur Trockne konzentriert unter vermindertem Druck bei Raumtemperatur und der Rückstand wird unter vermindertem Druck über P2Os getrocknet. Das kernmagnetische Resonanzspektrum des Produktes in Deuterochloroform stimmt vollständig überein mit dem Fluor-boratätheratkomplex von Äthyl-N-benzylformimidat.
Beispiel 19
Herstellung von N-Isopropylformamid
Formamid (1,13 g, 0,98 ml) wird in 10 ml Toluol gelöst, welches Toluolsulfonsäure (4,7 g enthält. Zu dieser Mischung wird Isopropylamin (2,95 g, 4,25 ml) gegeben. Die Mischung wird über Nacht unter Rückfluss und unter einem leichten Stickstoffstrom gehalten. Die Lösung wird filtriert und das Toluol verdampft unter vermindertem Druck. Das rückständige Öl wird destilliert bei 59-62 °C/0,07 mm, wobei man 1,0 g des gewünschten Produktes erhält.
Beispiel 20
Herstellung von Methyl-N-isopropylformimidat
Isopropylformamid (535 mg) wird mit der äquivalenten Menge Äthylchlorformat (440 ul) 2 bis 3 Stunden bei 40 bis 45 °C unter Stickstoff behandelt. Die Mischung wird nacheinander mit Petroläther und wasserfreiem Äther und Benzol gewaschen, wobei man das Produkt als ein Öl erhält.
Beispiel 21
Arbeitet man nach der Verfahrensweise, wie sie im vorhergehenden Text und in den Beispielen beschrieben wurde, so können die folgenden Verbindungen der Erfindung erhalten werden. Die Reagentien, Imidoäther und Imidohalogenide, die für die Umsetzung mit Thienamycin oder einem Derivat davon verwendet werden für die Herstellung der nachstehend aufgeführten Verbindungen, sind entweder bekannt oder können in der vorher beschriebenen Weise hergestellt werden.
OH
ch? ch 2n=c-n
/R
<f
-COOH
R
V
Ver
bindung r
r1
r2
170)
nh2
ch3
h
171)
nh2
ch3
ch3
172)
nhch3
ch3
ch,
173)
n(ch3)2
ch3
ch3
174)
nh2
c2h5
h
175)
nh2
-ch(ch3)2
h
176)
nh2
-chch=ch2
h
177)
178)
179)
180)
nhch3
nhch3
nh2
nh2
-ch(ch3)2
ch3
n(ch3)2
nhnh2
h h h
H
Herstellung von alternativen Ausgangsmaterialien
Ausser Thienamycin ist es für den Fachmann ersichtlich,
dass dessen verschiedene Isomere allein oder als Mischungen als Ausgangsstoffe bei der Herstellung der erfindungsgemäss her-10 stellbaren Verbindungen verwendet werden können. Einige dieser Isomeren sind beispielsweise aus natürlichen Produkten der Fermentation erhältlich (siehe unten) in Form einer Mischung von 4 Diastereoisomeren, welche bacterizi-de Aktivität aufweisen und die nach üblichen technischen Verls fahren aufgetrennt werden können. Die 4 Diastereoisomere (2 eis, 2 trans) können chromatographisch getrennt werden. Die Auftrennung von jeweils einem gegebenen d/1 Paar mit optisch aktiven Säuren oder Basen läuft nach üblichen Verfahren ab. Dabei soll festgehalten werden, dass die absolute Konfiguration 20 des zuerst identifizierten Ausgangsmaterials (I) 5R 6S 8R ist.
Herstellung von Thienamycin durch Totalsynthese oh
25
sch7ch2nh2 cooh
30
Stufe A.Herstellung von 4-(2-Acetoxyvinyl)-azetidin-2 on-
H2C=CH-CH=CHOC-CH3 + O=C=N-SO2CI
35
40
O
0
ch=ch0cch,
ê
-ts \
0
ch=ch0cch3
45
s02ci
/
• nh
Eine Lösung aus 1,0 ml destilliertem Chlorsulfonylisocyanat (1,65 g, 11,7 mMol) in 2,5 ml wasserfreiem Diäthyläther wird unter N2 in einem Bad von — 20 °C gekühlt.
so Eine Lösung von 2,5 g L-Acetoxybutadien (22 mMol) in 2,5 ml wasserfreiem Äther wird ähnlich gekühlt unter Stickstoff in einem — 20 °C Bad.
Die Chlorsulfonylisocyanatlösung wird tropfenweise zu der Acetoxybutadienlösung hinzugegeben mittels eines in die CSI-55 Lösung eintauchenden Polytetrafluoräthylenrohres und wird mit N2 unter Druck gesetzt. Die Zugabe dauert 10 Minuten. Wenig oder keine Farbe ist erkennbar und die Reaktion wird 0,5 Stunden bei — 20 °C gerührt. Die Lösung ist klar und hat eine hellgelbe Farbe.
60 Eine Lösung aus 2 g Natriumsulfit und 5 g K2HPÖ4 in 20 ml H2ö wird hergestellt während der vorerwähnten 0,5 Stunden Reaktionszeit und auf einem Eisbad gekühlt; 20 ml Äther werden zu der Mischung unter heftigem Rühren auf einem Eisbad hinzugegeben. Nach Ende der 30-minütigen Reaktionszeit wird 65 das Reaktionsgemisch, wiederum unter Anwendung von N2-Druck und einem Polytetrafluoräthylenrohr aus dem Reaktionskolben, der in einem Bad von — 20 °C gehalten wird, zu der heftig gerührten Hydrolysemischung überführt. Die schnei-
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le, tropfenweise Zugabe ist nach 5 Minuten beendet. Man lässt die Hydrolyse weitere 5 Minuten stattfinden. Die Hydrolysemischung hat einen pH von 6-8, vorzugsweise pH 8.
Die Phasen werden getrennt, wobei ein gelb-orange Harz in der wässrigen Phase verbleibt. Die Ätherphase wird direkt über MgS04 getrocknet. Die wässrige Harzphase wird dreimal mit 50 ml-Anteilen Äther extrahiert, wobei jeder Anteil zu der Ausgangs-Äther/MgS04-Mischung gegeben wird.
Die getrockneten Extrakte werden filtriert und unter einem N2-Strom auf 5 ml konzentriert; ein Teil des Produktes ist kristallisiert in diesem Stadium.
Man stellt eine Säule aus 10 g Baker-Kieselgel, gepackt in Äther, her und das Ätherkonzentrat wird obenauf gegeben und durchlaufen gelassen. Der im Kolben enthaltene Rückstand wird dreimal mit 2 ml Äther gespült, jedesmal abpipettiert und auf die Säule gegeben. Dann wird mit Äther eluiert.
Die ersten 25 ml sind hauptsächlich Leervolumen. Die nächsten 5 10-ml-Fraktionen werden gesammelt und anschliessend daran 3 50-ml-Fraktionen und alle werden unter einem N2-Strom im Volumen vermindert. Das Produkt kristallisiert aus den Fraktionen 4 bis 6 mit Spuren in 3 und 7. Die Fraktionen 1 bis 3 enthalten ein gelbliches, scharf-riechendes Material, das beim Stehen harzförmig wird. Ausbeute: 100 mg als Mischung aus den eis- und trans-Isomeren.
stündigem Rühren wird die Lösung mit Eisessig neutralisiert. Die Entfernung des Methanols im Vakuum ergibt das rohe 4-(2-Hydroxyäthyl)-2-azetidinon als ein Öl. Das Produkt wird chromatographisch über Kieselgel gereinigt, indem man es mit s 10% Methanol/CHCl3 eluiert, wobei man 1,55 g des Alkohols erhält: F. 50 °C;
IR (CHC13)[x 5,67 ; KMR (CDC13) x 3,20 (breites s, 1, NH), 6,24 und 6,28 (m an t, total 3, C-4H und CH,OH entsprechend), 6,90 (breites s an 'A AB Muster spaltet weiter auf in io vier durch C-4H und NH, total 2, OH und C—3H entsprechend, Jgera= 13,0Hz, JViC=4,2 Hz, JNH= 1,6 Hz), 7,42 ('A AB Muster spaltet weiter auf in vier durch C-4H und NH, 1,C-3H,
gern
= 13,0Hz, Jvic=2,2 Hz, JNH= 1,1 Hz), 816 (m, 2,
CH2CH2OH).
s
Stufe D:
Herstellung von 8-Oxo-2,2-dimethyl-3-oxa-l-azabicyclo-[4,2,0]-octan
Stufe B.Herstellung von 4-(2-Acetoxyäthyl)-2-acetidinon
S
cch.,
c/
-nh
0
/
jra
Eine Lösung von 4-(2-Acetoxyvinyl)-2-azetidinon (10,0 g,
0.065 Mol) in 200 ml Äthylacetat, enthaltend 100 mg eines 10% Palladium/C-Katalysators, wird in einem Parr-Schüttler hydriert bei 25 °C unter einem Druck von 2,8 kg/cm2 im Laufe von 15 Minuten. Die Mischung wird durch ein Bett aus Supercel filtriert und mit zusätzlichem Äthylacetat gewaschen. Das vereinte Filtrat wird im Vakuum gewaschen, wobei man als kristallinen Feststoff 4-(2-Acetoxyäthyl)-2-azetidinon (10,0 g) erhält. Beim Umkristallisieren aus Äther erhält man weisse Kristalle: F. 44 bis 47 °C;
IR (CHCl^ 5,66,5,74 ; KMR (CDC13) x3,44 (breites s, 1, NH), 5,82 (m, 2, CH2OCOCH3), 6,29 (m, 1, C-4H, 6,87 ('A AB Muster wird weiterhin vierfach aufgeteilt durch C-4H und NH, 1, Jgem= 12,8 Hz, J—4,5 HHnh= 1,9 Hz, 7,38 ('A AB Muster wird weiterhin vierfach aufgeteilt durch C-4H und NH,
1, Jgem= 12,8 Hz, J=2,3 Hz, JNH= 1,0 Hz). 7,93 und 8,02 (s an m, total 5, OCOCHj und CH?CH7OCOCH3, entsprechend).
Stufe C.Herstellung von 4-(2-Hydroxyäthyl)-2-azetidinon
Eine Lösung aus 4-(2-Hydroxyäthyl)-2-azetidinon (1,87 g, 0,016 Mol) und 2,2-Dimethoxypropan (1,69 g, 0,016 Mol) in 25 ml wasserfreiem Methylenchlorid wird mit Bortrif luorid-^ 30 ätherat (0,201 ml, 0,002 Mol) bei 25 °C behandelt. Die erhalte-OCCH^ ne Lösung wird 10 Minuten gerührt. Beim Entfernen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck erhält man ein Öl (2,5 g). Die Chromatographie des Rohproduktes über einer Kieselgelsäule unter Verwendung von 2:1 Äthylacetat/Benzol 35 als Eluierungsmittel ergibt 8-Oxo-2,2-dimethyl-3-oxa-l-azabi-cyclo-[4,2,0]-octan (1,59 g) als kristallinen Feststoff. Beim Umkristallisieren aus Äther/Hexan erhält man ein Produkt mit dem F. 60 bis 61 °C.
IR(CHC13)ìx: 40 KMR (CDC13)t:
5,73 (ß-Lactam)
6,02-6,28, m, 2H, C-^ Methylen
6,22-6,62, m, IH, C-6 Methin
6,90, dd, 1H, J7j7=14 Hz, J6 7=4,5 Hz
C-7 Proton eis bis C-6H
7,47, dd, 1H, J7,7=14 Hz, J6,7=2Hz
C-7 Proton trans bis D-6H
7,82-8,68, m, 2H, C-5 Methylen
8,23,s,3H 1.,,. , .
8,57, s, 3H ) Methyle
50
55
StufeE: -
Herstellung von 8-Oxo-2,2-dimethyl-7a- und ß-(l-hydroxy-äthyl)-(3-oxa-l-azabicyclo-[4,2,0]-octan oh
60 o
I
„ n.
S X
Unter Stickstoff bei 0 °C wird eine Lösung aus 4-(2-Aceto-xyäthyl)-2-azetidinon (2,24 g, 0,014 Mol) in 25 ml wasserfreiem Methanol mit einer Lösung von Natriummethylat (77 mg, 1,4 mMol) in 5 ml wasserfreiem Methanol behandelt. Nach ein-
Zu einer Lösung aus 1,1 Äquivalenten von frisch hergestelltem Lithiumdnsopropylamid in wasserfreiem Tetrahydrofuran 65 unter einer Stickstoffatmosphäre bei — 7 8 °C wird eine Lösung aus 8-Oxo-2,2-dimethyl-3-oxa-l-azabicyclo-[4,2,0]-octan in wasserfreiem Tetrahydrofuran, das auf —78 °C gekühlt worden ist, zugegeben. Nach 2 Minuten wird das erhaltene Lithiumeno-
19
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lat mit überschüssigem Acetaldehyd behandelt. Die Lösung wird 30 Minuten bei — 78 °C gerührt und dann in Wasser gegossen. Die wässrige Phase wird mit Natriumchlorid gesättigt und mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinten Äthylacetatlösungen werden über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck eingedampft, wobei man das rohe Produkt erhält. Durch Reinigung mittels Chromatographie über Kieselgel unter Verwendung von Äthylacetat/ Benzol erhält man 8-Oxo-2,2-dimethyl-7a- und ß-(l-hydro-xyäthyl)-3-oxa-l-azabicyclo-[4,2,0]-octan.
Daten für 8-Oxo-2,2-dimethyl-7ß-(l-hydroxyäthyl)-3-oxa-l-azabicyclo-[4,2,0]-octan:
KMR (CDC13): 1,67, d, 2H, ArH 2,37, d, 2H, ArH 4,67, s, 2H, ArCH2 4,67-5,22, m, CH3CH 5 5,98-6,25, m, 2H, C-4 Methylen
6,25-6,62, m, IH, C-6 Methin 7,75-8,83, m, 2H, C-5 Methylen 8,22, s, 3H, C-2 Methyl 8,50-8,59, m, 5H, C-2 Methyl + CH3CH
10
Die 7ß-Diastereoisomeren oder die la- und 7ß-Mi-schungen werden in analoger Weise erhalten.
IR (CH2C12)h: 5,12\x (ß-Lactam)
KMR 5,53-6,43, m, 4H, C-4 Methylen +
(CDC13)t: C-6 Methin + C-9 Methin
6,90, dd auf breitem s, 2H, J7 9=9 Hz J6 7=5,5 Hz, C-7 Methin + ÒH 7,70-8,83, m, 2H, C-5 Methylen
8,27, s, 3HÌ £_2 Methyl 8,60, s, 3HJ ^ ^lvlemyi 8,78, d, 3H, J9,10=6,5 Hz, C-10 Methyl
Daten für 8-Oxo-2,2-dimethyl-7a-(l-hydroxyäthyl)-3-oxa-1 -azabicyclo-[4,2,0]-octan:
IR (CHC13)[.i: 2,9 breites O-H
5,73 ß-Lactam KMR 4,23-3,33, m, C-6 Methin
(Aceton - d6)x: 3,33, breites s, OH
2,83, dd, J=2 Hz, 6 Hz \ _
2,67, dd, J=2 Hz, 8 Hz J 1,93-1,63, m, C-5 Methylen l,40,'s}C~2MethyIe i',23, d, H=6,5 Hz, C-10 Methyl
Stufe F.Herstellung von 8-Oxo-2,2-dimethyl-7a-(l--ç>-ri\trob<iïizy\cs.Tb-onyldioxyäthyl)-3-oxa-l-azabicyclo-f4,2,0]-octan
-7 Methin
R *= ^jOCH2-0
Stufe G:
15 Herstellung von Cis- und Trans-3-(l-p-Nitrobenzylcarbonyldi-oxyäthyl)-4-(2-hydroxyäthyl)-2-azetidinon
OR
or oh
' X
.nh o
-R = -C-O-CH
1
/ îîo
"lïOr
Unter wasserfreien Bedingungen wird eine Lösung aus 8-Oxo-2,2-dimethyl-7a-(l-hydroxyäthyl)-3-oxa-l-azabicyclo-[4,2,0]-octan (60 mg, 0,302 mMol) in 0,6 ml Äther mit pulverisiertem Kaliumhydroxid (19 mg, 0,332 mMol) behandelt. Nach 15 Minuten wird p-Nitrobenzylchlorformat (65 mg, 0,302 mMol) zu der Reaktionsmischung gegeben. Man rührt weitere 15 Stunden bei 25 °C. Die Mischung wird aufgeteilt zwischen Im pH 7 Phosphatpuffer und weiterem Äther. Die Ätherphase wird mit Wasser und Salzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Beim Abdampfen des Filtrâtes unter vermindertem Druck erhält man 67 mg eines farblosen Öls. Reinigung durch preparative Dickschicht-Chro-matographie über Kieselgel und Entwickeln mit 1:9 Äthylace-tat/Benzol ergibt 8-Oxo-2,2-dimethyI-7a-(l-p-nitrobenzylcar-bonyldioxyäthyl)-3-oxa-l-azabicyclo-[4,2,0]-octan (40 mg) als Mischung der Diastereomeren.
IR (CH2C12)[ì: 5,68 (ß-Lactam und Carbonat), 6,19 und 6,54 (Nitro)
8-Oxo-3-oxa-2,2-dimethyl-7a-(l-p-nitrobenzylcarbonyldi-oxyäthyl)-l-azabicyclo-[4,2,0]-octan (1,0 g) wird in 8 ml Essigsäure und 2 ml Wasser gelöst und 1,25 Stunden auf 65 °C er-30 hitzt. Die Essigsäure und das Wasser werden unter vermindertem Druck entfernt und der Rückstand wird aufgenommen in Benzol und eingedampft, wobei man Trans-3-(l-p-Nitrobenzyl-carbonyldioxyäthyl)-4-(2-hydroxyäthyl)-2-azetidinon als Mischung der Diastereoisomeren erhält.
35 IR'(CH2C12)[ì: 5,67 (ß-Lactam), 5,72 Schulter, 6,20 und 6,57 (Nitro)
KMR (CDClj): 1,73, d, 2H, H=8,5 Hz, ArH 2,43, d, 2H, J=8,5 Hz, ArH "o 3,63, breites s,lH,NH
4,37-5,13, m, 1H, CH3CH 4,72, s, 2H, ArCH2 6,07-6,53, m, 1H, C-4 Methin 6,23, t, 2H, J=5,5 Hz, CH2OH 45 6,73-6,93, m, IH, C-3 Methin
7,63-8,97, m, 3H, CH2CH2OH 8,53, d, J=6,5 Hz, CH3CH Die Cis-Diästereoisomeren oder die Cis-trans-Mischung wird in analoger Weise erhalten.
Stufen D', E', F' und G' als Alternative zu den Stufen D, E, F und G für die Herstellung von 3-(l-p-Nitrobenzylcarbonyl-dioxyäthyl)-4-(2-hydroxyäthyl)-azetidinon
50
55
60
OR
oh
O'
-nh o ii
R = -COCH.
NO,
65
Stufen D', E, F und G'
Herstellung von l-(2-Tetrahydropyranyl)-4-[2-tetrahydro-pyranyl)-oxyäthylJ-2-azetidinon
633 800
20
Unter Stickstoff und bei 25 °C wird eine Lösung aus 4-(2-Hydroxyäthyl)-2-azetidinon (62 mg, 0,539 mMol) in 0,5 ml wasserfreiem p-Dioxan mit 2,3-Dihydropyran (0,98 ml, 1,08 mMol) und p-ToluoIsulfonsäuremonohydrat (19 mg, 0,10 mMol) behandelt. Die erhaltene Lösung wird während 60 Minuten gerührt und dann zwischen 10 ml eines 0,5m pH 7 Phosphatpuffers und 10 ml Äthylacetat geteilt. Die wässrige
Phase wird ein zweites Mal mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinten Äthylacetatlösungen werden mit Salzwasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck eingedampft, wobei man 216 mg des s Rohproduktes erhält. Reinigung durch preparative Dickschicht-Chromatographie und Entwickeln mit Äthylacetat ergibt 80 mg l-(2-Tetrahydropyranyl)-4-[2-(2-tetrahydropyranyl)-oxyäthyl]-2-azetidinon als ein Öl.
C—3 Methylen io KMR 5,13-5,60, m, OCH (CDC13)t: 5,83-6,85, m, C-^H + OCH2 6,95, dd, J=5 Hz und 15 Hz 7,35, dd, J=3 Hz und 15 Hz 7,62-8,95, m, CHCH2CH2CH2CH2+CHCH2CH20
15
Herstellung von Cis- und Trans-l-(2-Tetrahydropyranyl)-2-(1 -hydroxyäthyl) -4-[2-(2-tetrahydropyranyl)-oxyäthyl]-2-azeti-dinon
Arbeitet man in der für die Herstellung von 8-Oxo-2,2-dimethyl-7a- und ß-(l-hydroxyäthyl)-3-oxa-l-azabicyclo-[4,2,0]-octan aus 8-Oxo-2,2-dimethyl-3-oxa-l-azabicyclo-[4,2,0]-octan beschriebenen Weise und verwendet l-(2-Tetra-hydropyranyl)-4-[2-(2-tetrahydropyranyl)-oxyäthyl]-2-acetidi-non, so erhält man eine diastereomere Mischung von sowohl
Cis- und Trans-l-(2-Tetrahydropyranyl)-3-(l-hydroxyäthyl)-4-[2-(2-tetrahydropyranyl)-oxyäthyl]-2-azetidinon.
35 Herstellung von Cis- und Trans-l-(2-Tetrahydropyranyl)-3-(l-p-nitrobenzylcarbonyldioxyäthyl)-4-[2-(2-tetrahydropyranyl)-oxyäthylJ-2-azetidinon p*. = doch-,
Arbeitet man wie bei der Herstellung von 8-Oxo-2,2-dime-thyl-7a-(l-p-nitrobenzylcarbonyldioxyäthyl)-8-oxa-l-azabicy-clo-[4,2,0]-octan aus 8-Oxo-2,2 ethyl-7-(l-hydroxyäthyl)-3-oxa-l-azabicyclo-[4,2,0]-octan und verwendet Trans-l-(2-Te-trahydropyranyl)-3-(l-hydroxyäthyl)-4-[2-(2-tetrahydropyra-nyl)-oxyäthyl]-2-azetidinon, so erhält man Trans-l-(2-Tetra-hydropyranyl)-3-(l-p-nitrobenzylcarbonyldioxyäthyl)-4-[2-(2-tetrahydropyranyI)-oxyäthyl]-2-azetidinon. Das Cis-Diaste -reoisomere wird in analoger Weise erhalten.
Herstellung von Cis- und Trans-3-(l-p-nitrobenzylcarbonyl-dioxyäthyl)-4-(2-hydroxyäthyl)-2-azetidinon or
h o-
.nh p. - c0ch.,_/y n0„
21
633 800
Eine Lösung aus Trans-l-(2-tetrahydropyranyl)-3-(l-p-ni-trobenzylcarbonyldioxyäthyl)-4-[2-(2-tetrahydropyranyI)-oxyäthyI]-2-azetidinon in Methanol bei 25 °C wird mit einem 0,1 molaren Äquivalent von p-Toluolsulfonsäuremonohydrat behandelt. Die Lösung wird 2 Stunden gerührt und dann mit Im pH 7 Phosphatpuffer neutralisiert. Das Produkt wird in Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatlösung wird mit Salzwasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert.
Das Filtrat wird unter vermindertem Druck eingedampft, wobei manTrans-3-(l-p-nitrobenzylcarbonyldioxyäthyI)-4-(2-hydr-oxyäthyl)-2-azetidinon erhält. Das Cis-Diastereoisomere wird in analoger Weise erhalten.
Stufe H:
Herstellung von Cis- und Trans-3-(l-p-nitrobenzylcarbonyldi-oxyäthyl)-4-[2,2-bis-(2-hydroxyäthyl]-thioäthyl]-2-azetidinon
/"""CHO
r'
V
25
R = C0ZYL2-/y
>-»°2
Unter Stickstoff bei 25 °C wird eine Mischung aus wasserfreiem Pyridin (0,146 ml, 1,81 mMol) und wasserfreiem, gepulvertem Chromtrioxid (92 mg, 0,916 mMol) in 8 ml wasserfreiem Acetonitril 30 Minuten gerührt. Zu der erhaltenen dunkelbraunen Lösung werden 250 mg trockenes Supercel gegeben und anschliessend daran eine Lösung von Trans-3-(l-p-nitro-benzyIcarbonyldioxyäthyl)-4-(2-hydroxyäthyl)-2-azetidinon (186 mg, 0,550 mMol) in 1 ml wasserfreiem Acetonitril. Nach einstündigem Rühren wird das Reaktionsgemisch durch ein gemischtes gepacktes Bett aus 2 g von jeweils Kieselgel und Magnesiumsulfat filtriert. Das Bett wird wiederholt gewaschen mit insgesamt 30 ml zusätzlichem Acetonitril. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck bei 25 °C auf ein Volumen von 3 ml konzentriert. Durch Dünnschicht-Chromatographie (Kieselgel; Äthylacetat/Benzol 2:1) wird festgestellt, dass diese Lösung ein Produkt enthält (Rf=0,38), das weniger polar ist als das Ausgangsmaterial (Rf=0,21).
Die Acetonitrillösung von Trans-3-(l-p-nitrobenzylcarbo-nyldioxyäthyl)-4-(2-oxoäthyl)-2-azetidinon, die wie oben hergestellt worden ist, wird unter Stickstoff bei 0 °C mit 2-Mercap-toäthanol (0,386 ml, 5,5 mMol) behandelt und unmittelbar darauf mit Bortrifluorid-ätherat (0,176 ml, 1,43 mMol). Nach 15-minütigem Rühren wird diese Lösung geteilt zwischen wäss-rigem Dikaliumhydrogenphosphat (1,5 g in 4 ml Wasser) und 12 ml Äthylacetat. Die wässrige Phase wird ein zweites Mal mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinten Äthylacetatlösungen werden mit Salzlösungen gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck eingedampft, wobei man 229 mg eines Öles erhält. Das
Produkt wird durch präparative Dickschichtchromatographie über Kieselgel gereinigt und mit Äthylacetat entwickelt, wobei 30 man 118 mgTrans-3-(l-p-nitrobenzylcarbonyldioxyäthyl)-4-[2,2-bis-(2-hydroxyäthyl)-thioäthyl]-2-azetidinon als ein farbloses öl erhält.
IR 5,75 (5,79 Schulter) ß-Lactam und Carbonat
(CH2C12)|ì: 6,20,6,55 Nitro 3SKMR 1,70, d. J—8,5 Hz, 2H, ArH
(Aceton-d6)-c: 2,28, d, J=8,5 Hz, 2H, ArH 2,48-2,88, m, 1H, NH 4,63, s, ArCH2
40
45
4,63-5,12, m, CH3CH
3H
5,80, t, J=7 Hz, CH2CH
V
13H
50
5,80-7,45, m, C-4H + C-3H + SCH2CH2OH 7,63-8,33, m, 2H, CH2CH 8,53, d, J=6,5 Hz, 3H, CH3CH
Die Cis-Diastereoisomeren werden in analoger Weise hergestellt. Alternativ werden die gemischten Diastereoisomeren erhalten, wenn man als Ausgangsmaterial eine Mischung der Diastereoisomeren verwendet.
Stufe I:
55 Herstellung von Trans-3-(l-p-nitrobenzylcarbonyldioxyäthyl)-4-[2,2-bis-(2-azidoäthyl)-thioäthyl]-2-azetidinon
OCOOPNB
, oh s^x/
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sxx/ + 2ch„s02c1 2et^ns nan^ ^
0C00PN3
THF
N.
DMSO
f
_NH
633 800
22
Zu einer Lösung aus 211 mg (Molgewicht=474 ; 0,445 mMol) Trans-3-(l-p-nitrobenzylcarbonyldioxyäthyl)-4-[2,2-bis-(2-hydroxyäthyl)-thioäthyl]-2-azetidinon in 5 ml Tetrahydrofuran (THF) (destilliert aus Lithiumaluminiumhydrid) bei 0 °C werden 103 mg Mesylchlorid (Molgewicht=114; 0,904 mMol) in 1 ml Tetrahydrofuran gegeben und unmittelbar darauf 134 nTriäthylamin (Molgewicht 101; e=0,729; 0,967 mMol). Das Reaktionsgemisch wird 1 Stunde unter N2 gerührt. Das Triäthylamin-hydrochlorid wird unter N2 filtriert und mit einigen ml zusätzlichem THF gewaschen. Das klare farblose Filtrat wird unter einem Strom von N2 konzentriert und anschliessend im Hochvakuum 10 Minuten gepumpt. Das Di-mesylat wird unmittelbar darauf aufgelöst in 5 ml DMSO (destilliert aus CaH2 bei 8 mm und gelagert über einem 4A Linde Molekularsieb) in Gegenwart von 347 mg NaN3 (Molgewicht = 65 ; 5,34 mMol). Nach Rühren über Nacht und unter N2 werden 10 ml H20 und 20 ml Äthylacetat (EA) zugegeben. Die Schichten werden getrennt und die wässrige Schicht wird dreimal mit 10 ml EA gewaschen, wobei jede organische Schicht 5 noch einmal gewaschen wird mit 10 ml H20 und 10 ml Salzlösung. Die vereinten Äthylacetatschichten werden über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert und unter einem N2-Strom konzentriert, wobei man das rohe Diazid erhält. Durch präparative Dünnschichtchromatographie über Kie-îoselgel erhält man Trans-3-(l-p-nitrobenzylcarbonyldioxyäthyl)-4-[2,2-bis-(2-azidoäthyl)-thioäthyl]-2-azetidinon. Die Cis-Dia-stereoisomeren oder die Cis-trans-Mischung werden in analoger Weise erhalten.
is Stufe J:
CO.K
co2h c(ch)2 -t 2n02_^v \\_chn2 ea/etjo c0„?nb
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7"
40 Stufe K:
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Eine frisch zubereitete (H. Davies und M. Schwarz, J.O.C., 30,1242 (1965) ) Lösung aus p-Nitrophenyldiazomethan (29 mMol) in 150 ml Äther wird unter Rühren zu einer Lösung aus 1,0 g Oxomalonsäuremonohydrat (Molgewicht= 136 ; 7,35 mMol) in 50 ml Äthylacetat (EA) bei 0 °C gegeben. Nach 272 Stunden wird die gelbe Lösung auf einem Drehverdampfer unter schwachem Erhitzen auf ungefähr das halbe Volumen konzentriert, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und wie oben beschrieben, zu einem Öl konzentriert. Zu dem rohen p-Nitrobenzylester in 50 ml Toluol (Toi.) gibt man 3,54 mg Trans-3-(l-p-Nitrobenzylcarbonyldioxyäthyl)-4-[2,2-bis-(2-azidoäthyl)-thioäthyl]-2-azetidinon (Molgewicht=524 ; 6,75 mMol). Das Reaktionsgemisch wird unter Rühren erhitzt auf einem Ölbad, wobei man ungefähr lh des Toluols abdestil-lieren lässt. Toluol (getrocknet über einem 3A1/16" Linde Molekularsieb) wird wiederum zugegeben, um das Volumen auf 50 ml aufzufüllen und der Azeo-Trocknungsprozess wird dreimal wiederholt. Die Lösung wird dann unter N2 eine Stunde rückflussbehandelt und der Azeo-Trocknungsprozess wird ein letztes Mal wiederholt und die Rückflussbehandlung wird eine weitere Stunde fortgesetzt. Beim Konzentrieren der erhaltenen Lösung unter einem Strom von N2 erhält man rohes . Das Rohmaterial wird chromatographiert über Kieselgel, wobei man 1 erhält. Die Cis-Diastereoisomeren oder die Cis-trans-Mischung wird in analoger Weise erhalten.
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23
633 800
Zu einer Lösung aus 2,80 g _1 (Molgewicht=912 ; 3,07 mMol) in 35 ml THF (destilliert aus Lithiumaluminiumhydrid) bei — 20 °C werden 0,3 ml Pyridin (Molgewicht=79 ; q =0,982 ; 3,73 mMol) (destilliert aus NaH und gelagert über einem 4A Linde Molekularsieb) gegeben. Unter Rühren unter N2 werden tropfenweise 0,438 g Thionylchlorid (Molgewicht =119; 3,68 mMol) in 1 ml THF zugegeben. Die Reaktionsmischung wird unter N2 5 Minuten bei — 20 °C gerührt und dann 'h Stunde bei 0 °C und schliesslich 1 Stunde bei 25 °C. Das Pyridinhydrochlorid wird unter N2 abfiltriert und zweimal mit Benzol (getrocknet über einem 3A1/16" Linde Molekularsieb) gewaschen. Die vereinten Filtrate und Waschlösungen werden unter einem N2-Strom konzentriert, in einem geringen Volumen Benzol mit wasserfreiem MgS04 aufgeschlämmt, unter N2 filtriert und dann unter einem N2-Strom konzentriert. Beim Pumpen unter Hochvakuum während 'A Stunde erhält
3
Zu 7,8 ml Pentan (getrocknet über einem 4A Linde Molekularsieb) werden 0,2 mlBr2 (Molgewicht= 160; 8=3,12; 3,9 mMol) gegeben. Zu einer Lösung aus 950 mg 2 (Molge-wicht=896; 1,06 mMol) in 15 mlDiäthyläther (getrocknet über einem 3A1/16" Linde Molekularsieb) gibt man bei 0 °C und unter N2 unter Rühren tropfenweise 2,3 ml der obigen 0,40m Br2-Lösung (1,13 mMol). Nach lOminütigem Rühren bei 0 °C werden 114 jxl Cyclohexen (Molgewicht=82, 8=0,81 ; 1,13 mMol) zugegeben. Nach 5 Minuten bei 0 °C werden 53 mg57%igesNaH(57%von53 mg=30,2 mg, Molgewicht 24,1,26 mMol) in Mineralöl zu der gerührten Reaktionsmischung gegeben. Darauf unmittelbar gibt man 14 ml eiskaltes DMF (destilliert aus wasserfreiem CaS04 bei 40 mm und man ein Öl. Zu dieser frisch zubereiteten Chlorverbindung gibt man unter Rühren 0,885 g Triphenylphosphin (Molge-wicht=262; 3,38 mMol) in 66 ml 9:1 Dimethylformamid (DMF)/H20 und anschliessend 550 mg K2HPÖ4 (Molge-s wicht= 174; 3,16 mMol). Das Reaktionsgernisch wird 35 Minuten bei 25 °C gerührt. Nach Verdünnen mit EA und Küchsalzlösung werden die Schichten getrennt und die wässrige Schicht wird dreimal mit EA extrahiert. Die vereinten EA-Schichten werden mit Kochsalzlösung gewaschen, über wasserfreiem Maio gnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter einem N2-Strom konzentriert, wobei man rohes 2 erhält. Das Material wird über Kieselgel Chromatographien, wobei man 2 erhält. Die Cis-Dia-stereoisomeren oder die Cis-trans-Mischung wird in analoger Weise erhalten.
15
Stufe L:
gelagert über einem 4A Linde Molekularsieb). Das Rühren wird unter N2 bei 0 °C 3 Stunden fortgeführt. Das Reaktionsgemisch wird auf eine gerührte eiskalte Mischung aus 2,5 ml Im KH2P04- 40 ml H2ö-75 ml EA gegossen. Nach Trennung 60 der Schichten wird die wässrige Schicht mit NaCl gesättigt und nochmals mit EA extrahiert. Die vereinten organischen Schichten werden einmal mit Kochsalzlösung extrahiert, über wasserfreiem MgSÖ4 getrocknet, filtriert und unter einem N2-Strom konzentriert und anschliessend in einem Hochvakuum gepumpt, 65 wobei man das rohe 3 erhält. Durch präparative Dünnschichtchromatographie über Kieselgel erhält man 3. Die Cis-Diaste-reoisomeren oder die Cis-trans-Mischung erhält man in analoger Weise.
ocoopnb
S-CH2CH2N3
7
_n h
Y
(c02?nb)2
S-CH2CH2N3 •+ Br2
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+ I
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sch2ch2n3
sch,ch2n3
(CO,FNS).
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T
,sch2ch2n3
(c02pn3).
+
633 800
Stufe M:
24
OCOOPNB
sch2CH2N3
-+ Br0 'AtheT /C5H12 x
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(c02pnb),
OCOOPNB
Br
;hch
.er
sch2ch7n3
(C02pnb)2
+ Nali dmf
->
OCOOPNB Br sch2ch2n3
(C02PNB).
Zu 9,16 ml Pentan (getrocknet über einem 4A Linde Molekularsieb) gibt man 0,2 ml Br2 (Molgewicht= 160; 3,9 mMol). Zu 474 mg 3 (Molgewicht=793; 0,598 mMol) in 13 ml Diäthyläther (getrocknet über einem 3A1/16" Linde Molekularsieb) bei 0 °C unter N2 gibt man tropfenweise unter Rühren 1,52 ml der obengenannten 0,42m Br2-Lösung (0,63 mMol). Nach 15 Minuten bei 0 °C werden 33 mg 57 %iges NaH (57 % von 33 mg= 18,8 mg; Molgewicht=24; 0,78 mMol) zugegeben und unmittelbar daran gibt man 6,35 ml eiskaltes DMF (destilliert aus wasserfreiem CaS04 bei 40 mm und aufbewahrt über einem 4A Linde Molekularsieb) hinzu. Das Reaktionsgemisch wird l'A Stunden bei 0 °C gerührt, dann zu einer gerührten eiskalten Mischung von 1,6 ml Im KH2P04-20 ml H20 und 40 20 ml EA gegossen. Die Schichten werden getrennt und die wässrige Schicht wird mit NaCl gesättigt und nochmals mit weiterem EA extrahiert. Die vereinten organischen Schichten werden einmal mit Salzwasser gewaschen, getrocknet über wasserfreiem Magnesiumsulfat und filtriert. Das Filtrat wird konzen-45 triert unter einem N2-Strom und dann an ein Hochvakuum gelegt, wobei man das rohe 4 erhält. Durch präparative Dünnschichtchromatographie über Kieselgel erhält man 4. Die Cis-Diastereoisomeren oder die Cis-trans-Mischung wird in analoger Weise erhalten.
50
Stufe N:
OCOOPNB Br
\
\ - NX
.~-sch2CH2N3 + y
OCOOPNB
(c02?n3)2
DM SO
-sch2ch2n3
(C02PNB)2
25
633 800
Zu210mg4 (Molekulargewicht=871;0,241 mMol),gelöst in 0,5 ml DMSO (destilliert aus CaH2 bei 8 mm und aufbewahrt über einem 4A Linde Molekularsieb) werden bei 25 °C unter Rühren 40 mg l,5-Diazobicyclo-[5,4,0]-undec-5-en (destilliert bei 80 °C/2 mm) (Molekulargewicht=152; 0,263 mMol) in 0,7 ml Dimethylsulfoxid (DMSO) gegeben. Die Lösung wird 4 Stunden unter N2 gerührt und dann zu einer gerührten eiskalten Mischung von 0,48 ml Im KH2P04,7 ml HzO und 10 ml EA gegeben. Nach Trennung der Schichten wird die wässrige Schicht wiederum mit EA extrahiert. Die vereinten organischen Schichten werden einmal mit Salzwasser gewaschen und dann über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter einem N2-Strom konzentriert und anschliessend an ein Hochvakuum gelegt, wobei man das rohe 5 erhält. Durch präpa-rative Dünnschichtchromatographie über Kieselgel erhält man 5. Die Cis-Diastereoisomeren oder die Cis-trans-Mischung wird in analoger Weise erhalten.
Stufe O:
OCOOPNB
anschliessend wird die wässrige Schicht zwei weitere Male mit EA extrahiert. Die vereinten organischen Schichten werden mit Salzwasser extrahiert, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter einem Stickstoffstrom konzentriert,
s wobei man rohes 6 erhält. Durch präparative Dünnschichtchromatographie über Kieselgel erhält man 6. Die Cis-Diastereoiso-meren oder die Cis-trans-Mischung wird in analoger Weise erhalten.
ic Stufe P:
cc0pn3
SCH2CH2N3+LiI
^-Colliditi
(c02fne)2
ocoopnb f
:H2CH2N3
co2pnb
Zu einer Lösung aus 187 mg 5 (Molekulargewicht=791 ; 0,236 mMol) in 2,5 ml s-Collidin (destilliert aus gepulvertem KOH bei 30 mm Druck) werden 45 mg wasserfreies LiJ (getrocknet für einige Stunden bei 100 °C über P2Os unter Vakuum) (Molekulargewicht = 134; 0,336 mMol) gegeben. Unter Rühren unter N2 wird das Reaktionsgemisch auf einem Ölbad auf 120 °C erhitzt. Nach insgesamt 25 Minuten wird die Reaktionsmischung auf 25 °C abgekühlt, mit CH2C12 verdünnt und in einen Rundkolben überführt, um unter einem N2-Strom und im Hochvakuum zu konzentrieren. Der Rückstand wird zwischen 10 ml EA und 1,8 ml Im KH2P04 in 10 ml H20 geteilt und sch2cr2n3 4-
co2pnb
25
30
35
dmso
->
II SCU2™2n3 c02?nb
Zu einer Lösung der gemischten Diastereoisomeren 6
40 (34 mg; Molekulargewicht=612; 0,055 mMol) in 0,2 ml DMSO (destilliert aus CaH2 bei 8 mm und aufbewahrt über einem 4A Linde Molekularsieb) werden unter Rühren zugegeben 9,5 (il l,5-Diazobicyclo-[5,4,0)-undec-5-en (destilliert bei — 80 °C/2 mm) (Molekulargewicht=152; e= 1 ;
45 0,0625 mMol). Die Lösung wird unter Stickstoff 15 Minuten gerührt und zu einem Gesamtvolumen von 1 ml mit CHC13 verdünnt und unmittelbar auf 2 bis 1000 Kieselgelplatten gegeben. Die Bande des Produktes zeigt 7 an als Mischung von Cis-und Trans-Diastereoisomeren.
50
Stufe Q:
OCOQPNB
oh
-n —
.sch7ch2n3
-co.fnb
JL
H?/ 2,2 kg/cr'
y/
-n-
. SCH20H.,NK2
• co-, h
7
In Gegenwart von 61 mg Pt02 werden 61 mg 7 (Molekularge-wicht=612; 0,1 mMol) in6 ml Dioxan, 6 ml THF, 3 mlH204 Stunden bei einem Druck von 2,8 kg/cm2 mit Wasserstoff hydriert. Das Reaktionsgemisch wird durch ein Celite-Filter filtriert und mit 2 ml 0,ln pH 7 Phosphatpuffer gewaschen. Nach
8
dem Konzentrieren im Vakuum bis zum Trübungspunkt wird 65 die wässrige Mischung mit Äthylacetat extrahiert. Die wässrige Schicht wird zu einem geringen Volumen konzentriert und auf eine Säule von 100 g XAD-2 Harz gegeben. Beim Eluieren mit H20 und Verwerfen der Anfangsfraktionen werden die Fraktio
633 800
26
nen, welche das Produkt enthalten, gefriergetrocknet, wobei man 8 als Mischung von Cis- und Trans-Diastereoisomeren erhält.
Die nachfolgend beschriebene Verfahrensweise für die en-zymatische N-Deacylierung von Thienamycin ist anwendbar für alle Isomeren des Thienamycins, besonders für die ausgeprägten N-Acetyl-Isomeren 890A und 890A3, die nachfolgend beschrieben sind.
Deacetylierung von N-Acetylthienamycin
Eine 1 %ige (Gewicht/Volumen) Suspension von fruchtbarer Rasenerde wird hergestellt, indem man 1 g der Rasenerde in 100 ml sterile Phosphatpuffer-Salzlösung gibt, wobei die Phosphatpuff er-Salzlösung die folgende Zusammensetzung hat:
Phosphatpuffer-Salzlösung
NaCl 8,8 g
Im Phosphatpuffer, pH 7,5 + 10 ml destilliertes Wasser 1000 ml
+Im Phosphatpuffer, pH 7,5
16 ml Im KH2P04 werden gemischt mit 84 ml Im K2HP04. Der pH des Phosphatpuffers wird durch Zugabe einer geringen Menge von entweder Im KH2P04 oder Im K2HP04 auf 7,5 eingestellt.
Aliquote dieser 1 %igen Vorratserde-Suspension werden hergestellt zur Zubereitung von 10 X, 100 X und 1000 X -Verdünnungen.
1-ml-Anteile der Vorratssuspension oder 1-ml-Anteile der 10 X, 100 X und 1000 X -Verdünnungen werden zu 2-ml-Antei-len von sterilen, l,0%igen Agarlösungen bei 48 °C gegeben. Die Mischung wird schnell über die Oberfläche von sterilen Petrischalen von 85 mm Durchmesser, enthaltend 20 ml des Mediums A, gegossen. Medium A hat die folgende Zusammensetzung:
Medium A
KH2P04 3,0 g
K2HP04 7,0 g
MgS04 0,1 g destilliertes H20 1000 ml
N-Acetyläthanolaminlösung+ 8,5 ml +N-Acetyläthanolaminlösung
N-Acetyläthanolamin wird 10 X in HzO verdünnt und membransterilisiert. Diese Lösung wird nach der Autoklavenbehandlung zugegeben.
Für feste Medien: Man gibt 20 g Agar zu.
Die Petrischalen werden 18 Tage bei 28 °C inkubiert. Eine gut isolierte Kolonie wird aufgenommen und auf einer Petrischale, enthaltend Medium B, ausgebreitet. Medium B hat die folgende Zusammensetzung:
Medium B
Tomatenpaste 40 g gemahlenes Weizenmehl 15 g dest. Wasser 1000 ml pH: eingestellt auf pH 6 unter Verwendung von NaOH Für feste Medien: gibt man 20 g Agar hinzu.
Eine einzelne Kultur wird ausgewählt und 2 Tage bei 28 °C auf einer Agarkultur des Mediums B wachsen gelassen. Ein Teil des Wachstums dieser Kultur wird auf die Oberfläche von 6 Kulturen, die aus dem Medium B hergestellt worden sind, ausgebreitet. Diese Kulturen werden 2 Tage bei 28 °C inkubiert. Diese Kultur wurde identifiziert als Protaminobacter ruber und bezeichnet mit MB-3528 in der Kulturkollektion von Merck-&Co., Ine, Rahway, N.J., USA und eine Probe wurde hinterlegt beim Agricultural Research Service, U.S. Department of Agriculture, Accessions No. NRRLB-8143.
Ein Teil des Wachstums der Agarkultur von Protaminobacter ruber MB-3528 wird verwendet, um einen 250-ml-Erlen-5 meyer-Kolben, enthaltend 50 ml des Mediums C, zu beimpfen. Medium C hat die folgende Zusammensetzung:
Medium C
Dextrose 20 g
îoPharmamedia 8 g Flüssigkeit von eingeweichtem Mais
(Nassbasis) 5 g destilliertes Wasser 1000 ml pH: eingestellt auf 7 mit NaOH oder HCl
15 N-Acetyläthanolaminlösung+ 8,5 ml
+N-Acetyläthanolaminlösung
N-Acetyläthanolamin wird 10 X in H20 verdünnt und membransterilisiert. Diese Lösung wird nach der Autoklaven-2o behandlung zugegeben.
Der Kolben wird bei 28 °C und 220 U/Min auf einem Rüttler 4 Tage geschüttelt. Eine 25-ml-Portion aus dem Kolben wird 15 Minuten mit 8000 U/Min zentrifugiert. Das Überstehende 25 wird entfernt und die Zellen an der Oberfläche des festen Mediums werden abgekratzt und zu einem 0,5 ml 0,05m Kaliumphosphatpuffer, pH 7,4, gegeben. Die erhaltene Suspension wird einer Ultraschallbehandlung unterworfen unter Verwendung eines Branson Instruments Modell LS-75 Sonifier mit 30 einer 1/2 Inch Sonde bei einer Einstellung 4 mit vier 15-Sekun-den-Intervallen, während die Suspension während und zwischen den Unterbrechungen in Eiswasser gekühlt wird. Ein 10-|xl-Anteil des schallbehandelten Produktes wird mit 25 jxl Lösung, enthaltend 840 (ig/ml N-Acetylthienamycin in 10 mMol Ka-35 liumphosphatpuffer, pH 7, vermischt und über Nacht bei 28 °C inkubiert. Kontrollen, welche das Antibiotikum und Puffer allein enthalten und beschallte Zellen und Puffer ohne Antibiotikum wurden auch vorgenommen. Nach einer Inkubierung über Nacht bei 28 °C werden 2-|il-Mengen auf cellulosebeschichtete 40 Dünnschichtchromatographie-Platten gegeben, die entwickelt wurden in Äthanol : H20, 70 : 30. Nach dem Trocknen an der Luft wird die Dünnschichtchromatographie-Platte auf eine mit Staphylococcus aureus ATCC 6538P infizierte Platte 5 Minuten gegeben.
45 Die infizierten Platten sind wie folgt hergestellt worden: Das über-Nacht-Wachstum des für die Infizierung verwendeten Organismus Staphylococcus aureus ATCC 6538P in Fleischbrühe plus 0,2% Hefeextrakt wird mit Fleischbrühe plus 0,2% He-feextrakt zu einer Suspension verdünnt, die eine 60%ige Durch-50 lässigkeit bei einer Wellenlänge von 660 nm hat. Diese Suspension wird zu Difco-Nähragar, ergänzt mit 2,0 g/1 Difco-Hefeex-trakt, bei 37 bis 48 °C gegeben, um eine Zusammensetzung zu erhalten, die 33,2 ml der Suspension pro Liter Agar enthält. 40 ml dieser Suspension werden auf Petrischalen,
55 22,5 cm X 22,5 cm, gegossen und diese Platten werden gekühlt und bei 4 °C gehalten bis sie verwendet werden (5 Tage Maximum).
Die Dünnschichtchromatographie-Platte wird entfernt und die den Organismus enthaltende Platte wird über Nacht bei 60 35 °C inkubiert. Ausser dem nicht umgesetzten bio-aktiven N-Acetylthienamycin mit einem Punkt bei Rf 0,7-0,89 wurde ein bio-aktiver Punkt beobachtet bei Rf 0,44-0,47, der dem Thienamycin zugeschrieben wird. Kontrollinkubationsmischun-gen des Antibiotikums plus Puffer, schallbehandelte Zellen plus 65 Puffer und Antibiotikum plus Puffer, zu denen schallbehandelte Zellen zugegeben worden waren kurz vor der Dünnschichtchromatographie-Anwendung, zeigten kein bio-aktives Material bei Rf 0,44-0,47.
27
633 800
Herstellung von 890A h einem speziellen Isomeren OH
0
-SCH2CH2NHCCK3 COOH
Ein Röhrchen einer gefriergetrockneten Kultur von Strep-tomyces flavogriseus MA-4434 (NRRL 8139) wird aseptisch geöffnet und der Inhalt wird in ein Röhrchen suspendiert, welches 0,8 ml steriles Davis-Salz der folgenden Zusammensetzung enthält:
Davis-Salz Natriumeitrat k,hpo4 kh2po4 (nh4)2so4
MgS04 ■ 7H20 destilliertes Wasser
0,5 g 7,0 g 3,0 g 1,0 g 0,1g 1000 ml
Diese Suspension wird verwendet zum Bebrüten von vier Kulturen des Mediums A mit der folgenden Zusammensetzung:
Medium A Glycerin primäre Hefe Fischmehl destilliertes Wasser Agar
20,0 g 5,0 g 15,0 g 1000 ml 20,0 g pH: eingestellt auf 7,2 unter Verwendung von NaOH
Bei beimpften Kulturen werden eine Woche bei 27-28 °C bebrütet und dann bis zur Verwendung bei 4-6 °C aufbewahrt. Eine 1/3-Portion des Wachstums von drei Kulturen wird verwendet, um 9 mit einem Stopfen versehene Erlenmeyer-Kolben, enthaltend 50 ml Medium B der folgenden Zusammensetzung, zu beimpfen:
Medium B
Hefeautolysat (+Ardamine) Glukose
Phosphatpuffer++ MgS04 • 7H20 destilliertes Wasser
10,0 g 10,0 g 2,0 ml 50 mg 1000 ml pH: eingestellt auf 6,5 unter Verwendung von HCl oder NaOH
+Ardamine: Yeast Products Corporation ++Phosphatpufferlösung KH2P04 91,0 g
Na2HP04 95,0 g destilliertes Wasser 1000 ml
Die die Keime enthaltenden Kolben werden 1 Tag bei 27-28 °C auf einem Rüttler mit 220 U/Min geschüttelt. Die Kolben und die Inhalte werden 1 Tag bei 4 °C aufbewahrt.
33 2-1-ErIenmeyer-Kolben, jeder enthaltend 250 ml des Mediums C, werden mit 8 ml pro Kolben des Wachstums aus dem die Keime enthaltenden Kolben beimpft. Das Medium C hat die folgende Zusammensetzung:
Medium C Tomatenpaste primäre Hefe Dextrin (Amidex)
20,0 g 10,0 g 20,0 g
CoCl2 • 6H20 5,0 mg destilliertes Wasser 1000 ml pH: eingestellt auf 7,2-7,4 durch NaOH
s Nach der Beimpfung werden die Produktionskolben bei
24 °C bebrütet unter Schütteln auf einem Rüttler, der mit 212 U/Min betrieben wird und zwar für 4 Tage. Die Kolben werden dann entleert und der Inhalt auf Aktivität untersucht unter Verwendung von Standard Salmonella gallinarum ioMB1287 und Vibrio percolans ATCC 8461-Platten unter Anwendung von 1,25-cm-Scheiben, welche in die zentrifugierten Brüheproben eingetaucht wurden. Die Proben werden mit 0,02m Phosphatpuffer, pH 7,0, nötigenfalls verdünnt. Die Ergebnisse werden nachfolgend angegeben:
15
Zeitpunkt der Ernte (Harvest Age hours)h 96 pH 7,2
Salmonella gallinarum (mm Zone) 29,5
Vibrio percolans 1/10-Verdünnung (mm Zone) 31 20 890 Prüfeinheiten 40
7 1 der gesamten Fermentationsbrühe werden auf 3 °C abgekühlt und in 200-ml-Anteilen mit 9000 U/Min 15 Minuten jeweils zentrifugiert.
25 Zu den vereinten überstehenden Flüssigkeiten werden 7 ml 0,1m neutrales EDTA gegeben und die ganze Probe wird auf eine Dowex-1 X 2 (Cl- ), 50-100 Maschen-Säule gegeben mit Bettdimensionen von 5,1 X 25 cm und einer Fliessgeschwindigkeit von 40 ml/Min. Die Säule wird mit 500 ml entionisiertem so Wasser, enthaltend 5 ml Im Tris-HCl-Puffer, pH 7,0, und
25 [iMol neutrales EDTA, gewaschen. Das Antibiotikum wird mit 1 Liter entionisiertem Wasser, enthaltend 50 g Natriumchlorid, eluiert und die Säule wird dann mit 300 ml entionisiertem Wasser gewaschen. Fraktionen von 100 ml werden gesam-
35 melt, ausgehend vom ersten Auftreten des Salzes am Säulenausgang. Die Bio-Aktivität liegt in den Fraktionen 1 bis 10 mit einem Peak bei der Fraktion 2 vor. Die Fraktionen 2 bis 5, welche 17 % der angewandten Aktivität enthalten, werden zusammengegeben.
40 Die zusammengegebenen Fraktionen werden auf 110 ml konzentriert mittels eines Drehverdampfers unter vermindertem Druck und der pH wird auf 5,8 eingestellt durch Zugabe von 4,2 ml Im HCl. Das so eingestellte Konzentrat wird auf eine Säule von XAD-2 gegeben mit einer Bettdimension von 45 3,8 X 50 cm, die vorher gewaschen worden war mit 3 160%igem wässrigem Aceton (Volumen/Volumen) und anschliessend mit 3 1 entionisiertem Wasser, 3 1 von 5%igem (Gewicht/Volumen) Natriumchlorid-und 1125%igem (Gewicht/Volumen) Natriumchlorid in entionisiertem Wasser. Das angewendete Kon-50 zentrat lässt man auf das Niveau des Bettes abfliessen. Das Antibiotikum wird eluiert mit entionisiertem Wasser mit einer Fliessgeschwindigkeit von 15 ml/Min. 22 Fraktionen von jeweils 100 ml werden gesammelt, gerechnet von der ersten Anwendung der Probe. Die Bio-Aktivität erscheint in den Fraktio-55 nen 6 bis 22 mit einem Peak bei den Fraktionen 9 und 10. Fraktionen 9 bis 20 werden für die weitere Verarbeitung vereint. Ähnlich hergestellte Fraktionen werden vereint und die vereinten Fraktionen werden auf 70 ml konzentriert mittels eines Drehverdampfers unter vermindertem Druck.
60
Das Konzentrat wird auf eine Dowex-1 X 4 (Cl - ) 400 Maschen Säule mit einer Bettdimension von 2,2 X 27 cm gegeben. Die Säule wird mit 50 ml entionisiertem Wasser gewaschen und das Antibiotikum eluiert mit 2 10,070m NaCl + 0,005m 65 NH4C1 + 0,0001m NH3 in entionisiertem Wasser mit einer Fliessgeschwindigkeit von 2 ml/Min. Fraktionen von 9,5 ml werden gesammelt.
Der Hauptpeak des Antibiotikums wird eluiert in den Frak-
633 800
28
tionen 142 bis 163. Die Fraktionen 146 bis 157 werden vereint für die weitere Verarbeitung.
Die vereinten Fraktionen 146-157 werden konzentriert auf 3 ml durch Verdampfen unter vermindertem Druck auf einem Drehverdampfer und das Konzentrat wird durch Zugabe von 5 [il Im NH3 auf pH 6,5 gebracht. Das Konzentrat wird auf eine Säule (2,2 X 70 cm) eines Bio-Gel P-2 (200 bis 400 Maschen) gegeben, die vorher gewaschen worden war mit 20 ml 5m NaCl und 500 ml entionisiertem Wasser. Nachdem das Konzentrat auf das Bettniveau abgelaufen war, wurden 2 Spülungen mit jeweils 1ml entionisiertem Wasser vorgenommen und wiederum bis zum Bettniveau ablaufen gelassen. Die Säule wird dann eluiert mit entionisiertem Wasser mit einer Fliessgeschwindigkeit von 0,6 ml/Min. Fraktionen von 2,9 ml werden gesammelt.
Der Hauptpeak des Antibiotikums wird eluiert in den Fraktionen 63 bis 70. Fraktionen 64 und 65 werden für die weitere Aufarbeitung zusammengegeben. Die vereinten Fraktionen 64 und 65 werden auf einem Dünnschichtverdampfer unter vermindertem Druck auf 2 ml konzentriert und dann in einer Umhüllung gefroren und lyophilisiert während 8 Stunden in einem 14 ml mit Schraubverschluss versehenen Gefäss, wobei man 2,25 mg des im wesentlichen reinen Antibiotikums 890At erhält. Die N-Acetylgruppe wird abgespalten, wie vorher beschrieben, wobei man die freie Base erhält:
f
/\ / V-SCH0CH0KH..
ì N ÌLCOOH
0
Herstellung von 890A3, einem speziellen Isomeren
0
SCH2CH2MHCCH.
Ein Röhrchen einer lyophilisierten Kultur von Streptomyces flavogriseus MA-4434 (NRRL 8139) wird aseptisch geöffnet und der Inhalt wird suspendiert in einem Röhrchen, enthaltend 0,8 ml einer sterilen Davis-Salzlösung der folgenden Zusammensetzung:
Davis-Salz
Natriumeitrat 0,5 g
K2HP04 7,0 g
KH2P04 3,0 g
(NH4)2S04 1,0 g
MgS04-7H20 0,1g destilliertes Wasser 1000 ml
Diese Suspension wird verwendet, um 4 Kulturen des Mediums A der folgenden Zusammensetzung zu beimpfen:
Medium A
Glycerin 20,0 g primäre Hefe 5,0 g
Fischmehl 15,0g destilliertes Wasser 1000 ml
Agar 20,0 g pH: eingestellt auf 7,2 unter NaOH
Die beimpften Kulturen werden 1 Woche bei 27—28 °C bebrütet und dann bei 4-6 °C bis zur Verwendung aufbewahrt (nicht länger als 21 Tage).
Ein 1/3-Anteil des Wachstums aus 4 Kulturen wird zum 5 Beimpfen von 12 verstöpselten 250-ml-Erlenmeyer-Kolben, enthaltend 50 ml Medium B der folgenden Zusammensetzung, verwendet:
Medium B îoHefeautolysat (+Ardamine) 10,0 g Glucose 10,0 g
Phosphatpuffer++ 2,0 ml
MgS04 • 7H20 50 mg destilliertes H20 1000 ml
15 pH: eingestellt auf 6,5 unter HCl oder NaOH +Ardamine: Yeast Products Corporation ++ Phosphatpufferlösung KH2P04 91,0 g
Na2HP04 95,0 g
20 destilliertes Wasser 1000 ml
Die Flasche mit den Keimen wird 1 Tag bei 27-28 °C auf einer Rüttelmaschine mit 220 U/Min geschüttelt. Die Flasche und der Inhalt werden 1 Tag bei 4 °C stationär aufbewahrt. 25 44 2-1-Erlenmeyer-Kolben, jeweils enthaltend 200 ml von Medium C, werden mit 8 ml pro Kolben des Wachstums aus den beimpften Flaschen versetzt. Medium C hat die folgende Zusammensetzung:
20,0 g 10,0 g 20,0 g
5,0 mg 1000 ml -7,4 mit NaOH
Nach der Beimpfung werden die Produktionskolben bei 4o 24 °C 4 Tage und 5 Stunden auf einer Schüttelmaschine, die mit 212 U/Min betrieben wird, gerüttelt. Die Kolben werden dann entleert und auf Aktivität untersucht unter Verwendung von Standard Salmonella gallinarum MB1287 und Vibro percolans ATCC 8461-Probeplatten unter Verwendung von 1,25 cm-Pro-45 bescheiben, die in die zentrifugierten Proben der Brühe eingetaucht wurden. Die Proben werden verdünnt mit 0,2m Phosphatpuffer, pH 7,0, falls erforderlich. Die Ergebnisse werden nachstehend angegeben:
so Zeitpunkt der Ernte (Harvest
Age hours) h 101
pH 7,2
Salmonella gallinarum (mm Zone) 35 Vibrio percolans 1/10 Verdünnung
55 (mm Zone) 34
890 Probeeinheiten 121
Aus dieser Fermentation werden insgesamt 7 1 der gesamten Brühe erhalten und diese werden auf 3 °C abgekühlt und zentri-60 fugiert in 200-ml-Portionen bei 9000 U/Min während jeweils 15 Minuten. Zu den vereinten überstehenden Lösungen werden 1,7 ml von 0,1m neutralem EDTA zugegeben und der Ansatz wird auf 3 °C gehalten.
Die obengenannte Fermentation wird unter identischen Be-65 dingungen wiederholt mit der Ausnahme, dass die 44 2-1-ErIen-meyer-Kolben mit 7 ml pro Flasche des Wachstums aus den die Kulturen enthaltenden Flaschen beimpft werden; der pH und die erhaltenen Prüfergebnisse werden nachfolgend angegeben:
30 Medium C Tomatenpaste primäre Hefe Dextrin (Amidex)
COCl2 • 6H20 35 destilliertes Wasser pH: eingestellt auf 7,2
29
633 800
Zeitpunkt der Ernte (Harvest
Age hours) h
101
pH
7,3
Salmonella gallinarum (mm Zone)
38
Vibrio percolans 1/10 Verdünnung
(mm Zone)
39
890 Probeeinheiten
92,8
Insgesamt 7,41 der gesamten Brühe, die aus dieser Fermentation erhalten worden sind, werden auf 3 °C abgekühlt und jeweils 15 Minuten in 200 ml-Portionen bei 9000 U/Min zentri-fugiert. Zu den vereinten überstehenden Lösungen gibt man 1,8 ml 0,1m neutrales EDTA.
Das Überstehende von den zentrifugierten Brühen, wie es aus den beiden obengenannten Fermentationen in diesem Beispiel erhalten wurde, wird vereint, wobei man ein Gesamtvolumen von 13 1 erhält.
Die vereinten überstehenden Lösungen werden durch eine Säule aus Dowex-1 X 2 (Cl- ), 50-100 Maschen mit einer Bettdimension von 4,7 cm X 50 cm und einer Fliessgeschwindigkeit von 60 ml/Min gegeben. Die Säule wird gewaschen mit 11 entionisiertem Wasser und das Antibiotikum wird mit 5 1 einer 5%igen (Gewicht/Volumen) NaCI-Lösung, enthaltend 0,01m Tris-HCl-Puffer, pH 7,0, und 25 [Mol EDTA eluiert. Fraktionen von 220 ml werden gesammelt mit einer Fliessgeschwindigkeit von 50 ml/Min und die Fraktionen werden geprüft gegenüber Salmonella gallinarum MB 1287-Platten.
Antibiotische Aktivität liegt vor in den Fraktionen 3 bis 26 mit einem Peak bei den Fraktionen 5 und 6. Die Fraktionen 5 bis 9 werden vereint für die weitere Verarbeitung. Der pH der zusammengegebenen Fraktionen ist 10,8 und die zusammengegebenen Fraktionen enthalten 24% der Anfangs-Bioaktivität, gemessen gegenüber Salmonella gallinarum MB1287-Platten.
Die vereinten Fraktionen 5 bis 9 werden auf 150 ml mittels eines Drehverdampfers unter vermindertem Druck konzentriert und auf eine Säule (4,9 cm X 47 cm) von XAD-2 gegeben, die vorher gewaschen worden war mit 5 160%igem (Volumen/Volumen) wässrigem Aceton und anschliessend mit 5 1 entionisiertem Wasser und 5 150 g/1 NaCl in entionisiertem Wasser. Die Probe wird in 20-ml-Anteilen angewendet, wobei die Säule auf das Bettniveau jedesmal getränkt wird. Wenn die Anwendung beendet ist, werden drei 20-ml-Portionen von entionisiertem Wasser zugegeben und jedesmal auf das Bettniveau fliessen gelassen. Die Probe wird eluiert mit entionisiertem Wasser mit einer Fliessgeschwindigkeit von 20 ml/Min. Alle Massnahmen, bei denen die XAD-Säule verwendet wird, werden durchgeführt bei Raumtemperatur (24 °C) und die eluierten Fraktionen werden schnell abgekühlt in einem Eisbad unmittelbar nach dem Sammeln. Fraktionen von 95 bis 230 ml werden gesammelt.
Die antibiotische Aktivität erscheint in Fraktionen 2 bis 21, wie aus einer Probe von Salmonella gallinarum MB1287-Plat-ten gemessen wurde, mit einem Peak bei Fraktionen 5 bis 7 (die 510 bis 895 ml an eluiertem Volumen ausmachen, gerechnet von der ersten Anwendung des entionisierten Wassers). Fraktionen 6 bis 21 werden zusammengegeben.
Die zusammengegebenen Fraktionen 6 bis 21 werden unter vermindertem Druck auf einem Drehverdampfer auf 68 ml konzentriert und dann durch Zugabe von entionisiertem Wasser auf 112 ml verdünnt. Das Konzentrat wird auf eine Säule (2,2 cm X 21 cm) von Dowex-1 X 4 (CI~ ) 400 Maschen gegeben. Die Säule wird mit 20 ml entionisiertem Wasser gewaschen und das Antibiotikum wird eluiert mit 210,07m NaClH-0,005m
NH4C1+0,0001m NH3 in entionisiertem Wasser mit einer Fliessgeschwindigkeit von 1,6 ml/Min. Es werden Fraktionen von jeweils 8 ml gesammelt. Fraktionen 157 bis 179 haben die grösste Aktivität und werden zusammengegeben.
5 Diese zusammengegebenen Fraktionen werden konzentriert auf einem Drehverdampfer unter vermindertem Druck auf 7 ml, der pH wird auf 7,5 durch Zugabe von 20 |xl Im NaOH eingestellt. Die Lösimg wird weiter konzentriert auf 5 ml und auf eine Säule gegeben (2,2 X 75 cm) von Bio-Gel P-2,200 bis ic 400 Maschen. Die Probe wird in dem Säulenbett mit zwei Waschungen von jeweils 1 ml entionisiertem Wasser gewaschen und eluiert mit entionisiertem Wasser mit einer Fliessgeschwindigkeit von 0,6 ml/Min. Zehn Fraktionen von 3,3 ml und anschliessend 60 Fraktionen von 2,65 ml und zehn Fraktionen von 15 2,0 ml werden gesammelt.
Die Fraktionen werden auf den pH-Bereich zwischen 7,5 und 8,0 durch Zugabe von 1,5 bis 2,5 |d 0,1m NaOH eingestellt. Die Fraktionen 62,63,64 und 65 werden gefroren und einzeln in 14-ml-Glasröhrchen lyophilisiert und bei — 20 °C un-20 ter Vakuum aufbewahrt.
Zur Isolierung des Antibiotikums 890A3 und 890AJ macht man von dem Vorteil Gebrauch der relativ höheren Beständigkeit des Antibiotikums 890A3 gegen Abbau durch Penicillinase in der folgenden Weise:
25 Bio-Gel Fraktion 63 wird kombiniert mit Fraktionen 61,66 und 67 aus der Bio-Gel Säule. Zu diesen vier vereinten Fraktionen werden 0,2 ml Im Tris-HCl-Puffer, pH, 7,5, und 0,2 ml Penicillinase (Difco «Bacto-Penase») gegeben. Nach 113 Minuten bei 23 °C werden weitere 0,2 ml Penicillinase hinzugefügt. 30 Nach weiteren 7 Stunden bei Raumtemperatur werden weitere 0,2 ml Penicillinase zugegeben, und nach weiteren 2 Stunden bei Raumtemperatur wird das Reaktionsgemisch auf einem Eisbad abgekühlt. Das fertige Reaktionsgemisch wird auf 15 ml durch Zugabe von 5 ml entionisiertem Wasser verdünnt. 35 Das Reaktionsgemisch wird adsorbiert an einer Dowex-1 X 4 (Cl- ) 400 Maschen-Säule, Bettdimension 2,15 X 40 cm. Das Antibiotikum 890A3 wird eluiert mit 0,07m NaCl+0,005m NH4CI+0,0001m NH3 in entionisiertem Wasser mit einer Fliessgeschwindigkeit von 3 ml/Min. Fraktionen von 13,8 ml 40 werden jeweils gesammelt. Fraktionen 187 bis 200 werden zusammengegeben.
Die vereinigten Fraktionen werden konzentriert auf 4 ml mittels eines Drehverdampfers unter vermindertem Druck und das Konzentrat wird auf eine Säule (2,2 X 70 cm) Bio-Gel P-2, 45 200-400 Maschen, aufgegeben. Das Antibiotikum 890A3 wird mit entionisiertem Wasser eluiert mit einer Fliessgeschwindig-keit von 0,6 ml/Min. 30 Fraktionen von 3,3 ml und anschliessend 50 Fraktionen von 2,65 ml werden gesammelt.
Fraktionen 66 bis 70 werden vereint und die vereinten Proso ben werden auf 1,5 ml unter vermindertem Druck mittels eines Drehverdampfers konzentriert und das Konzentrat wird gefroren und gefriergetrocknet, wobei man 5,4 mg eines Feststoffes erhält, der das Antibiotikum 890A3 und restliches Salz enthält. Die N-Acetylgruppe ist abgespalten, wie vorher beschrieben, so 55 dass man die freie Base erhält:
60
CH2CH2NH2 cooh c

Claims (6)

  1. 633 800
    2
    PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Guanidinen der allgemeinen Formel (II)
    (II)
    sch,ch^n=c-x
    2 ^ t cooh y
    10
    worin Y -NR'R2 und X-NR'R2 bedeutet, wobei
    R! und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus Wasserstoff, Nitro, Hydroxyl, Alkoxyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Amino, Mono-, Di- und Trialkylamino, worin die Al-kylgruppen jeweils 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten;
    R1 und R2 können miteinander verbunden werden unter Bildung eines substituierten oder nicht-substituierten mono-oder dicyclischen Heteroaryls oder Heterocyclyls, enthaltend (zusammen mit dem Stickstoffatom, an welches sie gebunden sind) 4 bis 10 Atome, von denen eines oder mehrere ein weiteres Heteroatom aus der Gruppe Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff sein können; R1 und R2 sind substituiert oder nicht-substituiert, und zwar: Cyano; Wasserstoff; Carbamoyl; Carboxyl; Alkoxycarbonyl und Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen; Alkenyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen; Alkynyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen; Cycloalkyl mit 3 bis 10 Kohlen-stoffatomen; Cycloalkylalkyl und Cycloalkylalkenyl mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen; Cycloalkenyl, Cycloalkenylalkenyl und Cy-cloalkenylalkyl mit 3 bis 10,4 bis 12 bzw. 4 bis 12 Kohlenstoffatomen; Aryl mit 6 bis 10 Kohlenstoff atomen, Aralkyl, Ar alkenyl und Aralkynyl mit 7 bis 16 Kohlenstoff atomen; mono- und bicyclisches Heteroaryl und Heteroaralkyl mit 4 bis 10 Ringatomen, von denen eines oder mehrere ein Heteroatom aus der Gruppe Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff ist, und worin die Alkylgruppe des Heteroaralkylrestes 1 bis 6 Kohlenstoff atome enthält; mono- und bicyclisches Heterocyclyl und Heterocyclyl-alkyl mit 4 bis 10 Ringatomen, von denen eines oder mehrere ein Heteroatom aus der Gruppe Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff ist, und worin die Alkylgruppe des Heterocyclylalkyl-restes 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält;
    und worin der vorerwähnte Substituent oder die Substituen-ten an R1, R2 oder an dem Ring, gebildet durch die Verbindung von R1 und R2, ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: Chlor, Brom, Jod und Fluor; Azido ; Alkyl mit 1 bis 4 Kohlen-stoffatomen; Thio; Sulpho; Phosphono; Cyanothio (-SCN); Nitro; Cyano; Amino; Hydrazino; mono-, di und trialkylsubsti-tuiertes Amino und Hydrazino, worin das Alkyl 1 bis 6 Kohlenstoffatome hat; Hydroxyl; Alkoxyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffato-men; Alkylthio mit 1 bis 6 Kohlenstoff atomen; Carboxyl, Oxo; Alkoxycarbonyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Alk-oxylgruppe; Acyloxy mit 2 bis 10 Kohlenstoff atomen; Carbamoyl und Mono- und Dialkylcarbamoyl, worin die Alkylgruppe jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatome hat, und deren pharmazeutisch annehmbaren Salzen, dadurch gekennzeichnet, dass man Thienamycin (I)
    15
    25
    30
    worin X" O oder S und -X"R° die austretende Gruppe ist und R1 und R2 obige Bedeutung besitzen und R° irgend einen Rest bedeutet, behandelt und erhaltene Verbindungen gegebenenfalls in deren pharmazeutisch annehmbaren Salze überführt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R1 und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff; substituierten und unsub-stituierten Resten, nämlich: Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen; Alkenyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen; Cycloalkyl, Cycloalkylalkyl, Cycloalkenyl und Cycloalkenylalkyl mit 3 bis 6, 4 bis 7,4 bis 6 bzw. 4 bis 7 Kohlenstoffatomen; Aralkyl und Aralkenyl mit 7 bis 10 Kohlenstoff atomen; und monocyclisches Heteroaralkyl mit 5 bis 6 Ringatomen, von denen eines oder mehrere ausgewählt sind aus der Gruppe: Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff und 1 bis 3 Kohlenstoff atome in der Alkylgruppe enthalten ; worin der Ring- oder Kettensubstituent oder die Substituenten im Bezug auf die Definition von R1 und R2 ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Chlor, Fluor, Hydroxyl, Alkoxyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, Dialkylamino mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe und Alkylthio mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R1 und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: Wasserstoff; Alkyl; Alkenyl ; Nitro ; Amino und Phenyl.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R1 und R2 ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und Alkenyl mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel oh
    <f
    -N-
    -sch2ck2n cooh nh_,
    / 2
    =c XNH_
    40
    herstellt.
    50
    55
    ok k
  6. _N.
    sch2ch2nh2
    . cooh
    (I)
    60
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