CH646704A5

CH646704A5 - Cephalosporin antibiotics, their preparation, and pharmaceutical compositions containing them

Info

Publication number: CH646704A5
Application number: CH491979A
Authority: CH
Inventors: Cynthia Hilda O'callaghan; David George Hubert Livermore; Christopher Earle Newall
Original assignee: Glaxo Group Ltd
Priority date: 1978-05-26
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1984-12-14
Also published as: IT1116196B; IT7949177A0; BE876542A; FR2426693A1; ZA792584B; DE2921288A1; NL7904127A; JPS54154789A; BE876541A; FR2426693B1; GB1604722A; JPS54154788A

Description

Die Erfindung betrifft Cephalosporinverbindungen mit wertvollen antibiotischen Eigenschaften.

Die Cephalosporinverbindungen in der folgenden Beschrei-60 bung sind unter Bezugnahme auf «Cepham» gemäss J. Amer. Chem. Soc., 1962, 84, 3400 bezeichnet, wobei der Ausdruck «Cephem» sich auf die Cepham-Basisstruktur mit einer Doppelbindung bezieht.

Die Cephalosporinantibiotika werden bei der Behandlung «s von durch pathogene Bakterien in Menschen und Tieren verursachten Krankheiten verwendet und sie sind besonders nützlich bei der Behandlung von Krankheiten, welche durch Bakterien verursacht sind, die gegenüber anderen Antibiotika, wie bei-

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spielsweise Penicillinverbindungen, resistent sind und bei der Behandlung von Penicillin-empfindlichen Patienten. In vielen Fällen ist es erwünscht, ein Cephalosporinantibiotikum zu verwenden, das Wirksamkeit sowohl gegen gram-positive als auch gram-negative Mikroorganismen aufweist und es wurde eine beträchtliche Forschungsarbeit auf die Entwicklung von verschiedenen Typen von Breitband-Cephalosporinantibiotika gerichtet.

So ist beispielsweise in der GB-PS 1 399 086 eine neue Klasse von Cephalosporinantibiotika beschrieben, die eine 7ß-(a--verätherte Oximino)-acylamidogruppe enthalten, wobei die Oximinogruppe die syn-Konfiguration aufweist. Diese Klasse von antibiotischen Verbindungen ist durch eine hohe antibakterielle Aktivität gegenüber einer Reihe von gram-positiven und gram-negativen Organismen ausgezeichnet, welche mit einer besonders hohen Stabilität für /3-Lactamasen, welche durch verschiedene gram-negative Organismen erzeugt werden, verbunden ist.

Das Auffinden dieser Klasse von Verbindungen hat die weitere Forschung auf diesem Gebiet zu Versuchen veranlasst, um Verbindungen mit verbesserten Eigenschaften zu finden, beispielsweise gegenüber bestimmten Klassen von Organismen, besonders gram-negativen Organismen.

Beispielsweise sind in der GB-PS 1 496 757 Cephalosporinantibiotika beschrieben, welche eine 7/3-Acylamidogruppe der Formel r.c.co.nh-

n r

I

0.(ch„) c (ch0) cooh 2m, l n b

aufweisen (worin R eine Thienyl- oder Furylgruppe ist; RA und RB können in weiten Grenzen variieren und können beispielsweise Ci.4-Alkylgruppen sein oder zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, eine C3.7-Cycloalkyliden-gruppe bilden und m und n sind jeweils Null oder 1, so dass die Summe von m und n die Zahl Null oder 1 ergibt), wobei diese Verbindungen syn-Isomere oder Mischungen von syn- und anti-Isomeren mit wenigstens 90% des syn-Isomeren sind. Die 3-Stellung des Cephalosporinmoleküls kann unsubstituiert sein oder sie kann einen aus einer Vielzahl von möglichen Substi-tuenten aufweisen. Von diesen Verbindungen wurde gefunden, dass sie eine besonders gute Aktivität gegenüber gram-negativen Organismen besitzen.

Andere Verbindungen ähnlicher Struktur wurden aus diesen Verbindungen bei weiteren Versuchen zur Auffindung von Antibiotika mit verbesserter Breitband-antibiotischer Wirkung und/oder hoher Aktivität gegenüber gram-negativen Organismen entwickelt. Derartige Entwicklungen schlössen Variationen nicht nur bezüglich der 7/3-Acylamidogruppe in der obigen Formel, sondern auch bezüglich der Einführung von besonderen Gruppen in die 3-Stellung des Cephalosporinmoleküls ein.

So sind beispielsweise in der BE-PS 852 427 Cephalosporin-antibiotikaverbindungen beschrieben, welche in den allgemeinen Bereich des britischen Patents 1 399 086 fallen und worin die Gruppe R in der obigen Formel durch eine Vielzahl von verschiedenen organischen Gruppen ersetzt sein kann, einschliesslich von 2-Aminothiazol-4-yl und das Sauerstoffatom in der Oxyiminogruppe ist an eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe geknüpft, die ihrerseits substituiert sein kann, beispielsweise durch Carboxy. In derartigen Verbindungen ist der Substituent in der 3-Stellung eine Acyloxymethylgruppe (beispielsweise Acetoxymethyl), Hydroxymethyl, Formyl oder eine gegebenenfalls substituierte heterocyclische Thiomethylgruppe.

Weiterhin sind in dem belgischen Patent 836 813 Cephalosporinverbindungen beschrieben, worin die Gruppe R in der obigen Formel beispielsweise durch 2-Aminothiazol-4-yl ersetzt sein kann und die Oxyiminogruppe ist eine Hydroxyimino- oder blockierte Hydroxyiminogruppe, beispielsweise eine Methoxy-5 iminogruppe. Bei derartigen Verbindungen ist die 3-Stellung des Cephalosporinmoleküls durch eine Methylgruppe substituiert, die ihrerseits gegebenenfalls substituiert sein kann durch irgendeinen aus einer grossen Anzahl von Resten von dort beschriebenen nukleophilen Verbindungen; als Beispiel für derartige sub-io stituierte Methylgruppe ist eine Acetoxygruppe angegeben. In dieser Patentschrift wird solchen Verbindungen keine antibiotische Wirkung zugeschrieben, sie sind lediglich als Zwischenverbindungen zur Herstellung von in diesem Patent beschriebenen Antibiotika erwähnt.

i5 In der BE-PS 853 545 sind Cephalosporinantibiotika beschrieben, wobei die 7/3-Acylamidoseitenkette in erster Linie auf eine 2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(syn)-methoxyimino-acetami-dogruppe beschränkt ist und der Substituent in der 3-Stellung ist bereits definiert in ähnlicher Weise wie dies in dem erwähn-20 ten belgischen Patent 836 813 der Fall ist. Verbindungen, welche in der Beschreibung besonders erwähnt sind, umfassen Verbindungen, worin die 3-Stellung durch eine Acetoxymethyl-gruppe substituiert ist.

Es wurde nun gefunden, dass durch eine geeignete Auswahl 25 einer besonderen Gruppe in 7/3-Stellung in Kombination mit einer Acetoxymethylgruppe in 3-Stellung Cephalosporinverbindungen mit vorteilhafter Aktivität gegenüber einem weiten Bereich von üblicherweise auftretenden pathogenen Organismen erhalten werden können. Diese vorteilhafte antibiotische Akti-3o vität ist weiter unten näher beschrieben.

Die Erfindung betrifft daher (6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Amino-thiazol-4-yl)-2-(carboxycyclobut-l-oxyimino)-acetamido]-3-acet-

oxymethylceph-3-em-4-carbonsäure der Formel

» "

SN J ! / S

\=l_C.CO.NH-

N

ch2ococii3

(I)

und ihre nicht-toxischen Salze, ihre nicht-toxischen metabolisch 45 labilen Ester und ihre Solvate.

Die erfindungsgemässen Verbindungen sind syn-Isomere. Die syn-isomere Form wird durch die Konfiguration der Gruppe

O—COOH

in bezug auf die Carboxamidogruppe definiert. In der vorliegenden Beschreibung ist die syn-Konfiguration strukturell be-55 zeichnet als

NH0

Z

■ c. co. nh — N0 —^COOH

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Es sei erwähnt, dass, da die erfindungsgemässen Verbindungen geometrische Isomere sind, eine gewisse Vermischung mit entsprechenden anti-Isomeren auftreten kann. Die erfindungsgemässen Verbindungen können in tautomeren Formen (in be-zug auf die 2-Aminothiazolylgruppe) existieren und es sei erwähnt, dass derartige tautomere Formen, beispielsweise die

2-IminothiazoIinyIform, in den Bereich der Erfindung fallen.

Wie schon gesagt, umfasst die Erfindung auch die Solvate,

besonders die Hydrate, der Verbindung der Formel I. Sie umfasst ferner die Salze der bereits erwähnten Ester der Verbindung der Formel I.

Die erfindungsgemässen Verbindungen weisen eine gute Breitband-antibiotische Aktivität auf. Die Aktivität ist gegenüber gram-negativen Organismen ungewöhnlich hoch. Diese hohe Aktivität erstreckt sich auf viele /3-Lactamase erzeugende gram-negative Stämme. Die Verbindungen besitzen auch eine hohe Statilität gegenüber j8-Lactamasen, welche durch eine Reihe von gram-negativen Organismen erzeugt werden.

Zusätzlich zu der erwähnten Verwendbarkeit als Antibiotika sind die obigen Verbindungen auch nützlich als Zwischenprodukte aufgrund der Leichtigkeit, mit der der Acetoxyrest in

3-Stellung durch eine Vielzahl von Nukleophilen ersetzt werden kann, wobei sich Antibiotika ergeben, die eine 3-Methylgruppe, substituiert durch verschiedene nukleophile Reste enthält, beispielsweise Pyridinium- oder 1-Methylpyridiniumylthioreste.

Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemässen Verbindungen eine ungewöhnlich hohe Aktivität gegenüber Stämmen von Pseudomonas aufweisen, z.B. Stämme von Pseudomonas aeroginosa sowie eine hohe Aktivität gegenüber verschiedenen Gliedern der Enterobacteriaceae (z.B. Stämme von Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhimurium, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens, Providence-Species, Proteus mirabilis und besonders Indol-positiven Proteusorganis-men, wie Proteus vulgaris und Proteus morganii) sowie Stämmen von Haemophilus influenzae.

Die nicht-toxischen Salze, welche durch Reaktion einer oder beider der Carboxylgruppen, welche in der Verbindung der Formel I vorhanden sind, gebildet werden können, umfassen Salze anorganischer Basen, wie Alkalimetallsalze (Natrium- und Kaliumsalze) und Erdalkalimetallsalze (z.B. Calciumsalze); Aminosäuresalze (z.B. Lysin- und Argininsalze); Salze organischer Basen (z.B. Procain-, Phenyläthyl-benzylamin-, Dibenzyläthy-lendiamin-, Äthanolamin-, Diäthanolamin- und N-Methylglu-cosamin-Salze). Andere nicht-toxische Salze umfassen Säureadditionssalze, z.B. gebildet mit Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Ameisensäure und Trifluoressigsäure. Die Salze können auch in Form von Resinaten sein, gebildet mit beispielsweise einem Polystyrolharz oder vernetztem Polystyrol-divinylbenzol-copoly-mer-Harz, enthaltend Amino- oder quaternäre Aminogruppen oder Sulfonsäuregruppen oder mit einem Harz enthaltend Carboxylgruppen, z.B. ein Polyacrylsäureharz. Lösliche Basensalze (z.B. Alkalimetallsalze, wie das Natriumsalz) der Verbindung der Formel I können bei therapeutischen Anwendungen verwendet werden wegen ihrer raschen Verteilung derartiger Salze im Körper nach der Verabreichung. Wenn jedoch unlösliche Salze der Verbindung der Formel I bei einer besonderen Anwendungsform, z.B. bei Verwendung in Depotpräparaten, gewünscht sind, so können solche Salze in üblicher Weise gebildet werden, beispielsweise mit geeigneten organischen Aminen.

Diese und andere Salze, wie die Salze mit p-Toluolsulfon-säure und Methansulfonsäure, können als Zwischenprodukte bei der Herstellung und/oder Reinigung der Verbindung der Formel I verwendet werden, beispielsweise bei dem weiter unten beschriebenen Verfahren. Nicht-toxische, metabolisch labile Ester, welche durch Veresterung einer oder beider Carboxylgruppen in der Stammverbindung der Formel I gebildet werden können, umfassen Acyloxyalkylester, beispielsweise niedrig-

Alkanoyloxymethyl- oder -äthylester wie Acetoxymethyl-, Acetoxyäthyl- oder Pivaloyloxymethylester. Zusätzlich zu den obigen Estern umfasst die vorliegende Erfindung in ihrem Bereich die Verbindung der Formel I in Form anderer physiolo-5 gisch annehmbarer Äquivalente, beispielsweise physiologisch annehmbaren Verbindungen, die wie die methabolisch labilen Ester in vivo in die Stamm-Antibiotikumverbindung der Formel I überführt werden können. Die Verbindung der Formel I zur Behandlung einer Reihe von Krankheiten, welche durch patho-10 gene Bakterien in Menschen und Tieren, beispielsweise als Infektionen des Respirationstraktes oder des Urinärtraktes verursacht sind, verwendet werden.

Gemäss der Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Herstellung der Verbindung der Formel I wie oben definiert oder 15 deren nicht-toxischer Salze oder nicht-toxischer, methabolisch labiler Ester geschaffen, das darin besteht, dass man eine Verbindung der Formeln IIA, IIB oder HC:

h h r

h2n.

cf

.n h2ococh3

(IIA)

coor h2n.

h «

i h

r

S\

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.n

(IIB)

h20c0ch3

coor'

(HC)

h2ococh3

coor so in welchen R1 Wasserstoff oder eine Carboxyl-blockierende Gruppe, z.B. den Rest eines esterbildenden aliphatischen oder aliphatischen Alkohols oder eines esterbildenden Phenols, Si-lanols oder Stannanols (wobei dieser Alkohol, Phenol, Silanol oder Stannanol vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatome ent-55 hält) bedeutet, oder ein Salz, z.B. ein Säureadditionssalze (gebildet mit beispielsweise einer Mineralsäure, wie Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure oder Phosphorsäure oder einer organischen Säure, wie Methan-sulfon- oder Toluol-p-sulfonsäure) oder ein Basensalz, gebildet 60 mit einem Kation wie Na+ oder K+ oder ein N-Silylderivat davon mit einer Säure der Formel:

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c. cooh (ni)

II

n 2

\) .. coor worin R2 eine Carboxyl-blockierende Gruppe, beispielsweise wie oben für R1 beschrieben, bedeutet und R3 eine Amino- oder geschützte Aminogruppe darstellt, oder mit einem dieser entsprechenden Acylierungsmittel acyliert, worauf man allenfalls vorhandene Carboxyl-blockierende und/oder N-Schutzgruppen entfernt und gegebenenfalls eine Carboxylgruppe in ein nichttoxisches Salz überführt. Ist als Ausgangsprodukt eine Ceph-2--em-4-carbonsäure der Formel IIB oder ein Sulfoxid der Formel HC verwendet worden, so wird nach erfolgter Acylierung das erhaltene A2-Isomere in das gewünschte A3-Isomere umgewandelt bzw. das erhaltene Sulfoxid zur entsprechenden ThioVerbindung reduziert; die Isomerisierung zum A3-Isomeren und die Reduktion zur Thioverbindung können vor oder nach der Entfernung der Carboxyl-blockierenden und/oder der N-Schutzgruppe durchgeführt werden. Vorzugsweise wird als Ausgangsprodukt eine Verbindung der Formel IIA verwendet.

Die Acylierungsmittel, welche bei der Herstellung der Verbindungen der Formel I verwendet werden können, umfassen Säurehalogenide, insbesondere Säurechloride oder -bromide. Derartige Acylierungsmittel können durch Reaktion einer Säure III oder eines Salzes davon mit einem Halogenierungsmit-tel, beispielsweise Phosphorpentachlorid, Thionylchlorid oder Oxalylchlorid hergestellt werden.

Die Acylierung unter Verwendung von Säurehalogeniden kann in wässrigen oder nicht-wässrigen Reaktionsmedien zweckmässig bei Temperaturen von —50°C bis +50°C, vorzugsweise —20°C bis +30°C, gewünschtenfalls in Gegenwart eines säurebindenden Mittels durchgeführt werden. Geeignete Reaktionsmedien umfassen wässrige Ketone, wie wässriges Aceton, Ester, wie Äthylacetat, halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Amide, wie Dimethylacetamid, Nitrile, wie Acetonitril, oder Mischungen von zwei oder mehreren derartiger Lösungsmittel.

Geeignete säurebindende Mittel umfassen tertiäre Amine (z.B. Triäthylamin oder Dimethylanilin), anorganische Basen (z.B. Calciumcarbonat oder Natriumbicarbonat) und Oxirane, wie niedrig-1,2-Alkylenoxid (z.B. Äthylenoxid oder Propylen-oxid), welche den bei der Acylierungsreaktion freiwerdenden Halogenwasserstoff binden.

Säuren der Formel III können auch selbst als Acylierungsmittel bei der Herstellung der Verbindungen der Formel I verwendet werden. Die Acylierung unter Verwendung der Säuren III wird zweckmässig in Gegenwart eines Kondensationsmittels durchgeführt, beispielsweise eines Carbodiimids, wie N,N'-Di-cyclohexylcarbodiimid oder N-Äthyl-N'-Y-dimethylaminopro-pylcarbodiimid; einer Carbonylverbindung wie Carbonyldiimid-azol oder eines Isoxazoliumsalzes wie N-Äthyl-5-phenylisoxazo-liumperchlorat.

Die Acylierung kann auch mit anderen Amid-bildenden Derivaten von Säuren der Formel III durchgeführt werden, wie beispielsweise einem aktivierten Ester, einem symmetrischen Anhydrid oder einem gemischten Anhydrid (z.B. gebildet mit Pivalinsäure oder mit einem Haloformiat, wie niedrig-Alkylha-loformiat). Gemischte Anhydride können auch mit Phosphorsäuren (beispielsweise Phosphor- oder phosphorige Säure), Schwefelsäure oder aliphatischen oder aromatischen Sulfonsäu-ren (z.B. para-Toluolsulfonsäure) gebildet werden. Ein aktivierter Ester kann zweckmässig in situ gebildet werden unter Ver-5 wendung von beispielsweise 1-Hydroxybenzotriazol in Gegenwart eines kondensierten Mittels, wie oben erwähnt. Alternativ kann der aktivierte Ester vorgebildet sein.

Die Acylierungsreaktionen, welche die freien Säuren oder deren oben erwähnte Amid-bildende Derivate einschliessen, 10 werden zweckmässig in einem wasserfreien Reaktionsmedium, z.B. Methylenchlorid, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid oder Acetonitril bewirkt.

Gewünschtenfalls können die obigen Acylierungsreaktionen in Gegenwart eines Katalysators, wie 4-Dimethylaminopyridin i5 durchgeführt werden.

Die Säuren der Formel III und die diesen entsprechenden acylierenden Mittel können gewünschtenfalls in Form ihrer Säureadditionssalze hergestellt und verwendet werden. So können beispielsweise die Säurechloride zweckmässig als Hydro-20 chloride und die Säurebromide als Hydrobromide verwendet werden.

Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltene A2-Cephalosporinverbindung kann in das entsprechende A3-Deri-vat durch beispielsweise Behandlung des A2-Esters mit einer 25 Base, wie Pyridin oder Triäthylamin, umgewandelt werden.

Ein Ceph-2-em-Reaktionsprodukt kann auch oxidiert werden, um das entsprechende Ceph-3-em-l-oxid zu ergeben, beispielsweise durch Reaktion mit einer Persäure, z.B. Peressigsäure oder m-Chlorperbenzoesäure; das resultierende Sulfoxid 3o kann anschliessend wie weiter unten beschrieben reduziert werden, um das entsprechende Ceph-3-em-sulfid zu ergeben.

Wenn ein 1-Sulfoxid erhalten wird, so kann dieses in das entsprechende Sulfid durch beispielsweise Reduktion des entsprechenden Acyloxysulfonium- oder Alkoxysulfoniumsalzes 35 überführt werden, welches in situ durch Reaktion mit z.B. Acetylchlorid im Falle eines Acetoxysulfoniumsalzes, hergestellt wurde, wobei die Reduktion beispielsweise mit Natriumdithio-nit oder durch Jodidion bewirkt wird, wie in einer Lösung von Kaliumjodid in einem Wasser-mischbaren Lösungsmittel, z.B. 40 Essigsäure, Aceton, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethylformamid oder Dimethylacetamid. Die Reaktion kann bei einer Temperatur von —20°C bis + 50°C bewirkt werden.

Metabolisch labile Ester der Verbindung der Formel I können hergestellt werden durch Umsetzung einer Verbindung der 45 Formel I oder eines Salzes davon mit einem geeigneten Veresterungsmittel, wie Acyloxyalkylhalogenid (z.B. Jodid), zweckmässig in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid oder Aceton und anschliessend — falls notwendig — durch Entfernung etwaiger schützender Gruppen, so Die Salze der Verbindung der Formel I mit Basen können durch Reaktion einer Säure der Formel I mit einer geeigneten Base gebildet werden. So können beispielsweise die Natriumoder Kaliumsalze unter Verwendung des entsprechenden 2-Äthylhexanoats oder Hydrogencarbonats hergestellt werden. 55 Die Säureadditionssalze können durch Umsetzung der Verbindung der Formel I oder eines methabolisch labilen Esters davon mit einer geeigneten Säure hergestellt werden.

Wenn die Verbindung der Formel I als Gemisch der Isomeren erhalten wird, so kann das syn-Isomere durch beispielswei-6o se übliche Methoden, wie Kristallisation oder Chromatographie erhalten werden.

Zur Verwendung als Ausgangsmaterialien für die Herstellung der Verbindung der Formel I gemäss der Erfindung werden vorzugsweise Verbindungen der allgemeinen Formel III und 65 entsprechende Säurehalogenide und -anhydride in der syn-iso-meren Form oder in Form von Mischungen der syn-Isomeren und der entsprechenden anti-Isomeren, enthaltend wenigstens 90% des syn-Isomeren, verwendet.

s n

W-

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6

Die Säuren der allgemeinen Formel III können durch Reaktion einer Verbindung der Formel IV

IV

t- F 4

x 1—co. coor

(worin R3 wie oben definiert ist und R4 eine Carboxyl-blockie-rende Gruppe bedeutet) mit einer Verbindung der Formel V

(worin R2 wie oben definiert ist) und anschliessend durch Entfernung der Carboxyl-blockierenden Gruppe R4 und — falls notwendig — durch Auftrennung der syn- und anti-Isomeren hergestellt werden.

Die Säuren der Formel III können in die entsprechenden Säurehalogenide und -anhydride und Säureadditionssalze durch übliche Methoden, beispielsweise wie oben beschrieben, überführt werden.

Es sei erwähnt, dass es bei manchen der obigen Umwand- ' lungen notwendig sein kann, irgendwelche empfindliche Gruppen in dem Molekül der in Frage stehenden Verbindung zu schützen, um unerwünschte Nebenreaktionen zu vermeiden. Beispielsweise kann es während irgendeiner der oben erwähnten Reaktionsfolgen notwendig sein, die NH2-Gruppe des Amino-thiazolylteils, beispielsweise durch Tritylierung, Acylierung (z.B. Chloracetylierung), Protonierung oder eine andere zweckmässige Methode, zu schützen. Die Schutzgruppe kann danach in irgendeiner geeigneten Weise, welche nicht den Abbau der gewünschten Verbindung verursacht, entfernt werden, z.B. im Falle einer Tritylgruppe durch Verwendung einer gegebenenfalls halogenierten Carbonsäure, z.B. Essigsäure Ameisensäure, Chloressigsäure oder Trifluoressigsäure oder durch Verwendung einer Mineralsäure, z.B. Chlorwasserstoffsäure oder Mischungen derartiger Säuren, vorzugsweise in Gegenwart eines protischen Lösungsmittels wie Wasser oder im Falle einer Chloracetylgruppe durch Behandlung mit Thioharnstoff.

Die Carboxyl-blockierenden Gruppen, welche bei der Herstellung der Verbindung der Formel I oder bei der Herstellung der notwendigen Ausgangsmaterialien verwendet werden, sind zweckmässig Gruppen, welche leicht in einem geeigneten Stadium der Reaktionsfolge, zweckmässig bei der letzten Stufe, abgespalten werden können. Es kann jedoch in manchen Fällen zweckmässig sein, nicht-toxische methabolisch labile Carboxy-blockierende Gruppen zu verwenden, wie Acyloxymethylgrup-pen (z.B. Acetoxymethyl und Pivaloyloxymethyl) und diese Gruppen in dem Endprodukt beizubehalten, um einen geeigneten Ester der Verbindung der Formel I zu ergeben.

Geeignete Carboxyl-blockierende Gruppen sind bekannt und eine Aufzählung von repräsentativen blockierten Carboxylgrup-pen ist in der GB-PS 1 399 086 enthalten. Bevorzugte blockierte Carboxylgruppen umfassen Aryl-niedrig-alkoxycarbonylgrup-pen, wie p-Methoxybenzyloxycarbonyl, p-Nitrobenzyloxycar-bonyl und Diphenylmethoxycarbonyl; niedrig-Alkoxycarbo-nylgruppen, wie tert-Butoxycarbonyl, und niedrig-Haloalkoxy-carbonylgruppen, wie 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl. Carboxyl-blockierende Gruppe oder Gruppen können anschliessend durch irgendeine geeignete aus der Literatur bekannte Methode entfernt werden; so ist beispielsweise eine Säure- oder Basen-ka-

talysierte Hydrolyse in vielen Fällen anwendbar, wie enzyma-tisch katalysierte Hydrolysen.

Die erfindungsgemässen antibiotischen Verbindungen können zur Verabreichung in irgendeiner geeigneten Weise formuliert werden in Analogie zu anderen Antibiotika und die Erfindung umfasst auch pharmazeutische Zusammensetzungen, welche eine erfindungsgemässe antibiotische Verbindung, ange-passt zur Verwendung in der Human- oder Veterinärmedizin, enthalten. Derartige Zusammensetzungen können zur Anwendung in üblicher Weise mittels irgendwelcher notwendiger pharmazeutischer Träger oder Exzipienten präsentiert werden.

Die erfindungsgemässen antibiotischen Verbindungen können zur Injektion formuliert werden und können in Einheitsdosisform, in Ampullen oder in Mehrfachdosis-Containern, falls notwendig unter Zusatz eines Konservierungsmittels, präsentiert werden. Die Zusammensetzungen können auch Formen wie Suspensionen, Lösungen oder Emulsionen in öligen oder wäss-rigen Trägern aufweisen und können Formulierungsmittel, wie Suspendiermittel, Stabilisiermittel und/oder Dispergiermittel enthalten. Alternativ kann der aktive Bestandteil in Pulverform zwecks Auflösung in einem geeigneten Medium, z.B. steriles pyrogenfreies Wasser, vor der Verwendung vorliegen.

Gewünschtenfalls können solche Pulverformulierungen eine geeignete nicht-toxische Base enthalten, um die Wasserlöslichkeit des aktiven Bestandteils zu verbessern und/oder sicherzustellen, dass, wenn das Pulver in Wasser aufgelöst wird, der pH-Wert der entstandenen wässrigen Formulierung physiologisch annehmbar ist. Alternativ kann die Base in dem Wasser, mit dem das Pulver zu einer Injektionslösung gebrauchsfertig gemacht wird, vorhanden sein. Die Base kann beispielsweise eine anorganische Base, wie Natriumcarbonat, Natriumbicarbo-nat oder Natriumacetat oder eine organische Base, wie Lysin oder Lysinacetat sein.

Die antibiotischen Verbindungen können auch als Supposi-torien formuliert werden, z.B. enthaltend übliche Supposito-rienbasen, wie Kakaobutter oder andere Glyzeride.

Die Zusammensetzungen für die Veterinärmedizin können beispielsweise als intramammäre Präparationen, entweder auf Basis mit Langzeitwirkung oder auf schnellwirkender Basis formuliert werden.

Die Zusammensetzungen können von 0,1% aufwärts, z.B. 0,1 bis 99% an aktivem Material in Abhängigkeit von der Verabreichungsmethode enthalten. Wenn die Zusammensetzungen Dosierungseinheiten umfassen, wird jede Einheit vorzugsweise 50 bis 1500 mg des aktiven Bestandteils enthalten. Die Dosierung, wie sie für einen Erwachsenen in der Humanmedizin angewandt wird, wird vorzugsweise von 500 bis 6000 mg pro Tag betragen in Abhängigkeit von dem Verabreichungsweg und der Häufigkeit der Verabreichung. Beispielsweise werden beim Erwachsenen in der Humanmedizin 1000 bis 3000 mg pro Tag, intravenös oder intramuskulär verabreicht, normalerweise ausreichen. Bei der Behandlung von Pseudomonasinfektionen können höhere Tagesdosen erforderlich sein.

Die erfindungsgemässen antibiotischen Verbindungen können in Kombination mit anderen therapeutischen Mitteln, wie Antibiotika, beispielsweise Penicillinen oder anderen Cephalosporinen verabreicht werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Temperaturen sind in °C. «Petrol» soll Petroläther mit einem Siedebereich von 40 bis 60° C bedeuten.

Herstellung 1

Äthyl-(Z)-2-(2-aminothiazpl-4-yl)-2-(hydroxyimino)-acetat

Zu einer gerührten und eiskalten Lösung von 292 g Äthyl-acetoacetat in 296 ml Eisessig wurde eine Lösung von 180 g Natriumnitrit in 400 ml Wasser derart gegeben, dass die Reaktionstemperatur unter 10°C gehalten wurde. Das Rühren und

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10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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Kühlen wurde während etwa 30 Minuten fortgesetzt als eine Lösung von 160 g Kaliumchlorid in 800 ml Wasser zugegeben wurde. Die entstandene Mischung wurde 1 Stunde gerührt. Die untere ölige Phase wurde abgetrennt und die wässrige Phase wurde mit Diäthyläther extrahiert. Der Extrakt wurde mit dem Öl vereinigt, nacheinander mit Wasser und gesättigter Salzsäure gewaschen, getrocknet und eingedampft. Das verbleibende Öl, das sich beim Stehen verfestigte, wurde mit Petroläther gewaschen und im Vakuum über Kaliumhydroxid getrocknet und ergab 309 g Äthyl-(Z)-2-(hydroxyimino)-3-oxobutyrat.

Eine gerührte und eiskalte Lösung von 150 g Äthyl-(Z)-2--(hydroxyimino)-3-oxobutyrat in 400 ml Dichlormethan wurde tropfenweise mit 140 g Sulphurylchlorid behandelt. Die entstandene Lösung wurde 3 Tage bei Raumtemperatur gehalten und dann eingedampft. Der Rückstand wurde in Diäthyläther gelöst, mit Wasser gewaschen, bis die Waschwässer fast neutral waren, getrocknet und eingedampft. Das verbleibende Öl (177 g) wurde in 500 ml Äthanol gelöst und 77 ml Dimethylanilin und 42 g Thioharnstoff wurden unter Rühren zugesetzt. Nach 2 Stunden wurde das Produkt durch Filtrieren gesammelt, mit Äthanol gewaschen und getrocknet und ergab 73 g der Titelverbindung; F. = 188°C (Zers.).

Herstellung 2

Äthyl-(Z)-2-hydroxyimino-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)--acetat, Hydrochlorid

16,75 g Tritylchlorid wurden portionsweise während 2 Stunden zu einer gerührten und auf —30° C gekühlten Lösung von 12,91 g des Produkts der Herstellung 1 in 28 ml Dimethylform-amid, das 8,4 ml Triäthylamin enthielt, gegeben. Die Mischung wurde während 1 Stunde auf 15°C erwärmen gelassen, während weiterer 2 Stunden gerührt und dann zwischen 500 ml Wasser und 500 ml Äthylacetat verteilt. Die organische Phase wurde abgetrennt, mit zweimal 500 ml Wasser gewaschen und dann mit 500 ml IN HCl geschüttelt. Der Niederschlag wurde gesammelt, nacheinander mit 100 ml Wasser, 200 ml Äthylacetat und 200 ml Äther gewaschen und im Vakuum getrocknet und ergab 16,4 g der Titelverbindung als weissen Feststoff; F. = 184 bis 186°C (Zers.).

Herstellung 3

Äthyl-(Z)-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-2-(l-t-butoxycarbonyl--cyclobut-l-oxyimino)-acetat

55,8 g des Produkts der Herstellung 2 wurden unter Stickstoff in 400 ml Dimethylsulphoxid mit 31,2 g fein vermahlenem Kaliumcarbonat bei Raumtemperatur verrührt. Nach 30 Minuten wurden 29,2 g tert-Butyl-l-brom-cyclobutan-carboxylat zugesetzt. Nach 8 Stunden wurden weitere 31,2 g Kaliumcarbonat zugegeben. Während der nächsten 3 Tage wurde noch weiteres Kaliumcarbonat zugesetzt (6 x 16-g-Portionen) und nach 3 Tagen wurden weitere 3,45 g tert-Butyl-l-brom-cyclobutan-carb-oxylat zugesetzt. Nach insgesamt 4 Tagen wurde die Mischung in etwa 3 1 Eiswasser gegossen und der Feststoff wurde durch Filtrieren gesammelt und gut mit Wasser und Petroläther gewaschen. Der feste Stoff wurde in Äthylacetat gelöst und die Lösung zweimal mit Salzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und zu einem Schaum eingedampft. Dieser Schaum wurde in Äthylacetat-Petroläther (1:2) gelöst und durch 500 g Silicagel filtriert. Durch Verdampfen erhielt man 60 g der Titelverbindung als Schaum, pmax (CHBr3) 3400 (NH) und 1730 cm-1 (Ester).

Herstellung 4

(Z)-2-(l-t-Butoxycarbonylcyclobut-l-oxyimino)-2-(2-trityl-aminothiazol-4-yl)-essigsäure

Eine Mischung von 3,2 g des Produkts der Herstellung 3 und 1,65 g Calciumcarbonat wurde in 180 ml Methanol und 20 ml Wasser während 9 Stunden unter Rückfluss erhitzt und die Mischung wurde auf Raumtemperatur gekühlt. Das Gemisch wurde eingeengt und der Rückstand zwischen Äthylacetat und Wasser, dem 12,2 ml 2N HCl zugesetzt waren, verteilt. Die organische Phase wurde abgetrennt und die wässrige Phase mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden mit gesättigter Salzlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft und ergaben 2,3 g der Titelverbindung, Xmax 1%

(Äthanol) 265 nm (E ^ 243).

Beispiel 1

a) t-Butyl-(6R, 7R)-3-acetoxymethyl-7-[(Z)-2-(l-t-butoxycarbo-nylcyclobut-l-oxyimino)-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-acet-amido]-ceph-3-em-4-carboxylat

Eine gerührte Lösung von 24,2 g des Produkts der Herstellung 4 und 13,6 g t-Butyl-(6R,7R)-3-acetoxymethyl-7-amino-ceph-3-em-4-carboxylat in 300 ml Dimethylformamid wurde auf 0°C gekühlt und 4,5 g 1-Hydroxybenzotriazol-monohydrat und anschliessend 6,4 g Dicyclohexylcarbodiimid zugegeben. Die Mischung wurde auf Raumtemperatur erwärmt und über Nacht gerührt. Die Mischung wurde filtriert und der weisse feste Stoff mit etwas Äther gewaschen. Das Filtrat und die Waschwässer wurden mit 1,5 1 Wasser verdünnt und mit Äthylacetat extrahiert. Die organischen Extrakte wurden vereinigt, nacheinander mit Wasser und gesättigter Salzlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wurde in Äther aufgenommen, filtriert und wieder eingedampft. Das gewünschte Produkt wurde nach Eluieren durch zwei Siliciumdioxidsäu-len mit Äther und Einengen der geeigneten Fraktionen isoliert. Die Rückstände wurden aus Diisopropyläther umkristallisiert und ergaben 12,8 g der Titelverbindung, F. = 113,5 bis 116,5°C; [a]D20 + 15,0° (C1,0, DMSO).

b) (6R, 7R)-3-Acetoxymethyl-7-[(Z)-2-(2-aminothiazol-4-yl)-2--(l-carboxycyclobut-l-oxyimino)-acetamido]-ceph-3-em-4--carbonsäure

100 ml Trifluoressigsäure wurden zu einem Gemisch von 12,5 g des Produkts der Stufe a) und 5 ml Anisol bei 0°C gegeben. Die Mischung wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt und eingeengt. Der Rückstand wurde in Äthylacetat gelöst und wieder eingeengt. Der Rückstand wurde in Äthylacetat gelöst und mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung extrahiert. Die wässrigen Extrakte wurden bei pH 7 bis 7,5 mit Äthylacetat gewaschen, auf pH 1,5 angesäuert und mehrmals mit Äthylacetat extrahiert. Diese Extrakte wurden mit gesättigter Salzlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wurde in 70 ml Ameisensäure gelöst, 18 ml Wasser wurde zugesetzt und die Mischung wurde bei Raumtemperatur 2 Stunden lang gerührt. Das Gemisch wurde mit 300 ml Wasser verdünnt und filtriert. Das Filtrat wurde eingeengt. Der Rückstand wurde in 400 ml Wasser aufgenommen, wieder filtriert und lyophilisiert und ergab 4 g der Titelverbindung, Amax (pH 6-Puffer) 246 nm

(Elcm264)' Xi"f 295 nm (ElJm 118)' Wd2° + 21'3° (c 1'0' DMSO).

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

646 704

8

Beispiel 2

(6R,7R)-3-Acetoxymethyl-7-[(Z)-2-(2-aminothiazol-4-yl)-2-(l--carboxycyclobut-l-oxyimino)-acetamido]-ceph-3-em-4-carbon-säurehydrat

Eine Lösung von 89,41 g t-Butyl-(6R,7R)-3-acetoxymethyl--7-[(Z)-2-(l-t-butoxycarbonylcyclobut-l-oxyimino)-2-(2-trityl-aminothiazol-4-yl)-acetamido]-ceph-3-em-4-carboxylat in 240 ml 98%iger Ameisensäure wurde während 15 Minuten gerührt und es wurden 25 ml konzentrierte Salzsäure zugesetzt. Die Suspension wurde bei 23°C während 2,25 Stunden gerührt, auf 8°C gekühlt und filtriert. Das Filtrat wurde auf 60 ml eingeengt und mit 11 Wasser verdünnt. Die Lösung wurde mit Ammoniak auf pH 4,75 eingestellt und filtriert. Das Filtrat wurde mit Phosphorsäure auf pH 3 eingestellt und die Suspension über Nacht auf 0°C gekühlt. Der Niederschlag wurde durch Filtrieren gesammelt und ergab 49,4 g der Titelverbindung. Eine Probe (10 g) wurde wie oben wieder aus Wasser gefällt, in 60 ml IMS bei 58°C gelöst und mit 300 ml Wasser bei 55°C verdünnt. Die Lösung wurde langsam gekühlt, als die Titelverbindung als mikrokristalliner Feststoff (5,64 g) erhalten wurde. Xmax 253 nm

1 % 1 %

(Elcm 332)' XinfI 293 nm (lcm 151) (pH 6-Phosphatpuffer),

H2O 7,8% (Karl Fischer).

Die röntgenographischen Daten wurdendurch Debye-Scher-rer-Pulver-Beugungsphotographien, welche bei Bestrahlung Co Ka (= 1,79024 Â) genommen wurden, erhalten.

d(A)

I/I100

16,5

54

11,2

62

5

8,43

85

5,96

31

5,78

77

5,51

46

5,06

15

10

4,91

4

4,73

31

4,53

100

4,39

85

4,26

38

15

4,02

23

3,94

31

3,86

31

3,74

77

3,67

62

20

3,50

92

3,35

31

3,04

46

2,99

31

2,93

23

25

2,83

15

2,73

23

2,64

23

2,54

23

2,44

8

30

2,39

8

2,31

15

2,14

8

2,09

8

2,01

8

35

1,95

8

v

Claims

646 704

2

PATENTANSPRÜCHE 1. (6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(l-carboxycy-clobut-I-oxyimino)-acetamido]-3-acetoxymethylceph-3-em-4--carbonsäure der Formel:

m2

fS

\—/-.C. CO. Null

N

1

(I)

^O^r^COOH

'N\j^J^CH2OCOCH3

cocm und ihre nicht-toxischen Salze und ihre Solvate.
2. Nicht-toxische metabolisch labile Ester der Verbindung des Anspruchs 1.
3. Verfahren zur Herstellung der Verbindung der Formel I wie in Anspruch 1 definiert oder eines nicht-toxischen Salzes davon, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel:

fln h2ococh3

s "ivi

\=JL

c00r worin R2 eine Carboxyl-blockierende Gruppe darstellt und R3 eine Amino- oder geschützte Aminogruppe ist, oder mit einem dieser entsprechenden Acylierungsmittel acyliert, worauf man allenfalls vorhandene Carboxyl-blockierende und/oder N-Schutzgruppen entfernt und gegebenenfalls eine Carboxylgrup-pe in ein nicht-toxisches Salz überführt.
4. Verfahren zur Herstellung der Verbindung der Formel I wie in Anspruch 1 definiert oder eines nicht-toxischen Salzes davon, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel:

(IIB)

h2ococh3

c00r

1U

worin R1 Wasserstoff oder eine Carboxyl-blockierende Gruppe bedeutet, oder ein Salz oder N-Silylderivat davon mit einer Säure der in Anspruch 3 wiedergegebenen Formel III oder mit einem dieser entsprechenden Acylierungsmittel acyliert, das er-is haltene A2-Isomere in das gewünschte A3-Isomere umwandelt, allenfalls vorhandene Carboxyl-blockierende und/oder N-Schutzgruppen entfernt, wobei die zwei letzteren Stufen auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden können, und gegebenenfalls eine Carboxylgruppe in ein nicht-toxisches Salz 20 überführt.
5. Verfahren zur Herstellung der Verbindung der Formel I wie in Anspruch 1 definiert oder eines nicht-toxischen Salzes davon, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel:

(IIA)

30

coor"

worin R1 Wasserstoff oder eine Carboxy-blockierende Gruppe bedeutet, oder ein Salz oder N-Silylderivat davon mit einer Säure der Formel:

r*

(HC)

(III)

h2ococh3

coor worin R1 Wasserstoff oder eine Carboxyl-blockierende Gruppe bedeutet, oder ein Salz oder N-Silylderivat davon mit einer Säure der in Anspruch 3 wiedergegebenen Formel III oder mit einem dieser entsprechenden Acylierungsmittel acyliert, das er-4o haltene Sulfoxid durch Reduktion in die entsprechende Thio-verbindung umwandelt, allenfalls vorhandene Carboxyl-blok-kierende und/oder N-Schutzgruppen entfernt, wobei die zwei letzteren Stufen auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden können, und gegebenenfalls eine Carboxylgruppe in ein 45 nicht-toxisches Salz überführt.
6. Verfahren zur Herstellung von nicht-toxischen metabolisch labilen Estern der Verbindung der Formel I gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man besagte Verbindung oder ein Salz derselben mit einem dem erwähnten Esterso rest entsprechenden Veresterungsmittel umsetzt.
7. Pharmazeutische Zusammensetzung zur Verwendung in der Human- oder Veterinärmedizin, enthaltend eine antibiotische Verbindung gemäss Anspruch 1 oder 2 zusammen mit einem pharmazeutischen Träger oder Exzipienten.