CH654010A5

CH654010A5 - Zwischenprodukte zur verwendung bei der herstellung von cephalosporin-antibiotika.

Info

Publication number: CH654010A5
Application number: CH4078/80A
Authority: CH
Inventors: William Reginald Jones; Harish Shivprasad Trivedi; Timothy Larry Gane; John Malcolm Robinson
Original assignee: Glaxo Group Ltd
Priority date: 1979-05-25
Filing date: 1980-05-23
Publication date: 1986-01-31
Also published as: US4374983A; JPS5612397A; BE883453A; FR2457295B1; ZA803093B; IT8048772A0; GB2052490A; NL8003003A; JPH0242085A; US4369313A; GB2052490B; IT1145686B; JPH0250914B2; FR2457295A1; US4433141A; DE3019838A1

Description

Die Erfindung betrifft neue Verbindungen, die als Zwischenprodukte bei der Herstellung von Cephalosporin CA-Antibiotika verwendbar sind.

Cephalosporin-Antibiotika werden in grossem Umfang bei der Behandlung von Krankheiten verwendet, die durch pathogene Bakterien bei Mensch und Tier verursacht werden,

worin Ra und Rb, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine C,_4-Alkylgruppe darstellen oder Ra und Rb zusam-40 men mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind,

eine C3 7-Cycloalkylidengruppe bilden. Zwei in diese Klasse fallende Verbindungen mit hervorragender antibiotischer Aktivität sind (6R, 7R)-7-[(Z) -2- (2-Aminothiazol -4- yl) -2-(2-carboxyprop -2- oxyimino)-acetamido] -3- (1-pyridinium-45 methyl)-ceph -3- em -4- carboxylat und (6R, 7R) -7- [(Z) -2-(2-Aminothiazol -4- yl) -2- ( 1 -carboxycyclobut -1- oxyimino)-acetamido] -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat.

Ein Verfahren zur Herstellung von Cephalosporin-Anti-50 biotika mit einer 3-( 1 -Pyridiniummethyl)-Gruppe durch Acy-lierung der entsprechenden 7 ß-Aminoverbindung mit einem geeigneten Acylierungsmittel wird in der GB-PS 953 695 beschrieben. Jedoch treten Schwierigkeiten auf, wenn man eine derartige Methode anwendet, insofern, als sie nur zu sehr ge-55 ringen Ausbeuten führt und die gewünschte 7ß-Acylamido-verbindung, wenn überhaupt, nur mit grosser Schwierigkeit in einer reinen, kristallinen Form erhalten wird. Weiterhin wird das (6R, 7R)-7-Amino -3- ( 1 -pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat selbst nur in niedrigen Ausbeuten eines 6o Materials mit geringer Qualität nach bekannten Methoden erhalten und stellt somit kein zufriedenstellendes Ausgangsmaterial für die Verwendung bei einem kommerziellen Acy-lierungsverfahren der vorstehenden Art dar.

Die vorstehende GB-PS betrifft die Herstellung von Ce-65 phalosporinverbindungen mit einer freien Aminogruppe in 7-Stellung einschliesslich von (6R, 7R)-7-Amino -3- (1-pyridi-niummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat, und es wird hingewiesen auf Säureadditionssalze einschliesslich der Hydrochlo-

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4

ride, die an der primären Aminogruppe in der 7-Stellung derartiger Verbindungen gebildet werden, obgleich kein Beispiel vorhanden ist, das die Herstellung derartiger Salze veranschaulicht. Es wird in der vorstehenden GB-PS die Bildung von Di-Säureadditionssalzen derartiger Verbindungen nicht erwähnt und nach Wissen der Patentinhaberin wird lediglich auf Mono-Säureadditionssalze von (6R, 7R)-7-Amino -3-(l-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat Bezug genommen.

Es wurde nun gefunden, dass das Dihydrochlorid von (6R, 7R)-7-Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4-carboxylat acyliert werden kann, um zahlreiche Cephalospo-rinverbindungen mit einer 1-Pyridiniummethylgruppe in 3-Stellung und verschiedenen Acylamidogruppen in 7-Stel-lung zu ergeben. Die Verwendung des Dihydrochlorids führt zu überraschend hohen Ausbeuten an Cephalosporinverbin-dungen mit hoher Qualität im Vergleich zu Verfahren, die von der Verwendung des (6R, 7R)-7-Amino -3- (1-pyridini-ummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylats selbst oder des Mono-hydrochlorids der Verbindung Gebrauch machen.

Es wurde weiter gefunden, dass das Dihydrochlorid des (6R, 7R)-7-Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4-carboxylats in im wesentlichen reiner Form, die für die Verwendung als Ausgangsmaterial bei den vorstehend beschriebenen Acylierungsreaktionen geeignet ist, hergestellt und isoliert werden kann.

Gemäss der Erfindung wird als neue Verbindung das (6R, 7R)-7-Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid geschaffen.

Es werden weiterhin als neue Verbindungen die Solvate, insbesondere die Hydrate, des Dihydrochlorids geschaffen. Ein bedeutungsvolles Solvat ist das Dihydrat, da dieses in einer gut definierten, im wesentlichen reinen, kristallinen Form erhalten werden kann. Der Einfachheit halber soll, wenn vorliegend auf dieses Dihydrochlorid Bezug genommen wird, dies so zu verstehen sein, dass es auch die Solvate mitumfasst, soweit es der Zusammenhang zulässt.

Das vorstehend genannte Dihydrat ist durch die folgenden kristallographischen Röntgendaten gekennzeichnet.

d

I

d

I

0,907 nm m

0,257 nm m

0,744

w

0,249

2vw

0,657

w

0,244

md

0,617

m

0,237

vw

0,550

vw

0,233

vw

0,530

w

0,228

vw

0,494

w

0,222

2vw

0,476

w

0,217

vw

0,444

s

0,212

2vw

0,433

s

0,208

vw

0,390

2vw

0,202

vw

0,382

ms

0,195

2vw

0,375

s

0,192

vw

0,367

ms

0,187

2vw

0,358

w

0,184

2vw

0,339

s

0,181

vw

0,328

w

0,179

vw

0,318

w

0,176

2vw

0,312

vw

0,170

2vw

0,306

2vw

0,167

vw

0,293

s

0,164

2vw

0,289

w

0,162

2vw

0,284

m

0,160

2vw

0,275

m

0,267

w

Die d-Werte sind in Nanometer angegeben.

s = stark; m = mittel; w = schwach; v = sehr; 2v = ausserordentlich; d = diffus.

Die Proben wurden in Glaskapillaren mit einem Durchmesser von 0,3 mm eingebracht und nach der Debye-Scher-rer-Methode in Kameras mit einem Durchmesser von 114,6 mm photographiert, indem man sie 12 Stunden einer CoKa-Strahlung und 3 Stunden einer CuKa-Strahlung aussetzte.

Es zeigte sich, dass das Dihydrochlorid besonders für die Herstellung der vorstehend genannten Cephalosporin-Anti-biotika, die in 7-Stellung eine Acylamidogruppe der vorstehenden Formel (I) enthalten, insbesondere der beiden speziell genannten derartigen Verbindungen, geeignet ist.

Erfindungsgemäss wird das Dihydrochlorid mit Hilfe eines Verfahrens hergestellt, das umfasst: (A) die N-Deacylie-rung einer Verbindung der Formel

R NH

• CH

2

COO

worin R1 eine Acylgruppe bedeutet, oder einer entsprechenden Verbindung mit einer -COOR2-Gruppe in 4-Stellung, worin R2 eine Carboxylschutzgruppe bedeutet, und einem assoziierten Anion, z.B. einem Halogen oder eines Salzes derselben, indem man (i) diese Verbindung mit Phosphorpenta-chlorid in Kontakt bringt, das so gebildete Imidchlorid in einen Iminoäther überführt und den Iminoäther hydrolysiert oder alkoholysiert; oder (ii) diese Verbindung in einem wäss-rigen Medium in Gegenwart eines Enzymkatalysators hydrolysiert und die so gebildete 7ß-AminoVerbindung mit Chlorwasserstoffbehandelt und nach den Stufen (i) und (ii) eine allenfalls vorhandene Carboxylschutzgruppe R2 abspaltet, oder (B) die Umsetzung der (6R, 7R)-3-Acetoxymethyl -7- amino-ceph -3- em -4- carbonsäure mit Pyridin und Behandlung der so gebildeten 3-(l-Pyridiniummethyl)-Verbindungmit Chlorwasserstoff.

Die chemische Methode zur Deacylierung der 7-Acylami-noverbindung der Formel (II) gemäss dem vorstehenden Verfahren (A) (i) wird u.a. in der GB-PS 1 241 655 beschrieben. Das Phsophorpentachlorid wird vorzugsweise in feinverteilter Form verwendet.

Im allgemeinen ist es bei derartigen Reaktionen notwendig, die 4-Carboxylgruppe durch eine Gruppe (R2) zu schützen, die als letzte Stufe des Verfahrens (A) rasch abgespalten werden kann. Dies kann zweckmässig durch Silylierung der 4-Carboxylgruppe erfolgen.

Im allgemeinen ist es zweckmässig, die 4-Carboxylgruppe mit einem Silanolderivat, z.B. dem entsprechenden Chlorid oder Amin, umzusetzen. Bei der Herstellung der Ester in industriellem Massstab kann es von Vorteil sein, Silylchloride, z.B. Me3SiCl, zusammen mit einer schwachen Base, wie z.B. N,N-Dimethylanilin oder N,N-Diäthylanilin, zu verwenden. Das Silylierungsmittel kann auch ein Silazan, z.B. Hexameth-yldisilazan, (Me3Si)2NH, sein.

Die Umsetzung mit Phosphorpentachlorid kann in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie einem chlorierten Kohlenwasserstofflösungsmittel, z.B. Dichlormethan oder Chloroform, durchgeführt werden. Im allgemeinen wird die Umsetzung in Gegenwart einer Base, vorzugsweise einer organischen Base, durchgeführt. Geeignete organische Basen, die vorzugsweise einen pKb von 4 bis 6 besitzen, umfassen tertiäre Amine, wie z.B. N,N-Dimethylanilin oder N,N-Di-äthylanilin. Wird bei der vorhergehenden Reaktion ein Über-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

schuss an Base verwendet, ist es normalerweise nicht notwendig, bei dieser Reaktion weitere Base zu verwenden.

Das Phosphorpentachlorid kann zu der Lösung des Cephalosporins in molarem Überschuss zugegeben werden, und es können Mengen von bis zu 10 Mol Überschuss verwendet werden. Es ist unwirtschaftlich, einen grossen Überschuss zu verwenden, und es ist daher bevorzugt, mit der Cephalospo-rinverbindung und dem Phosphorpentachlorid in molaren Verhältnissen von 1:2 bis 1:3 zu arbeiten.

Bei der Durchführung der N-Deacylierung der Silylester können vorteilhafte Ergebnisse durch geeignete Einstellung der relativen Anteile der Reaktanten erzielt werden. Somit kann ein grosser Überschuss an Base unzufriedenstellende Ausbeuten ergeben. Ein Verhältnis von Silylester: Phosphorpentachlorid: Base von 1:2:4 erwies sich als geeignet. Das 1:2:4-Verhältnis der Reaktanten ist besonders effektiv, wenn die Base N,N-Dimethylanilin ist.

Ein von der Verwendung der Silylester bei dem erfin-dungsgemässen Verfahren herrührender Vorteil beruht darauf, dass die veresternde Gruppe unter milden Bedingungen entfernt wird und daher dazu neigt, während einer der Reaktionsstufen, z.B. während der Bildung des Iminoäthers, entfernt zu werden.

Die Silylestergruppe wird somit leicht abgespalten, indem man das Derivat einem Überschuss an Verbindung(en), die aktiven Wasserstoff enthält bzw. enthalten, z.B. Wasser, gegebenenfalls unter Zusatz von Säuren oder Basen, Alkoholen, mehrwertigen Alkoholen und Phenolen aussetzt.

Die Temperatur für die Umsetzung des Phosphorpenta-chlorids mit dem Cephalosporin kann - 60 bis + 25 °C betragen. Vorteilhafterweise arbeitet man in einem Temperaturbereich von — 50 bis —10 °C.

Das Imidchlorid kann in den Iminoäther übergeführt werden, indem man mit einem einwertigen oder mehrwertigen Alkohol umsetzt. Die Iminoäther-bildende Verbindung kann ein niedriges Alkanol, z.B. ein Alkanol mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, z.B. Methanol, Äthanol, n-Propanol, n-Buta-nol, Isopropanol oder Isobutanol, vorzugsweise Methanol, sein.

Vorteilhafterweise ist die Iminoäther-bildende Verbindung ein Diol der Formel

HO-RA-OH

worin RA eine zweiwertige Alkylen- oder Cycloalkylengruppe mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen in der die Sauerstoffatome verbindenden Kohlenstoffkette ist. Derartige Diole umfassen Äthylenglykol, Propan-1,2- und -1,3-diol, und die verschiedenen Butandiole, z.B. Butan-1,3-diol.

Die Iminoäther-bildende Verbindung kann in beträchtlichem molaren Überschuss von z.B. bis zu 75 gegenüber der Cephalosporinverbindung verwendet werden. Sie kann in Lösung in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie einem chlorierten Kohlenwasserstoff, z.B. Methylenchlorid, verwendet werden.

Obgleich die Iminoäther-bildende Verbindung zu der Reaktionslösung zugegeben werden kann, ist es bevorzugt, die Reaktionslösung zu der Iminoäther-bildenden Verbindung zuzugeben, da diese Technik es ermöglicht, das Reaktionssystem in einem grossen Massstab besser zu kontrollieren.

Die Temperatur für die Umsetzung mit der Iminoäther-bildenden Verbindung kann — 40 bis + 30 °C betragen. Die optimale Temperatur hängt in gewissem Ausmass zumindest von den verwendeten Reaktanten ab, und im allgemeinen ist es bevorzugt, diese Stufe bei Temperaturen von - 20 bis + 20 °C durchzuführen.

Die Reaktion kann in Gegenwart einer organischen Base

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durchgeführt werden, wobei die erforderliche Base gewöhnlich von der vorangehenden Reaktion mitgeführt wird.

Beim In-Kontakt-Bringen der Iminoäther-bildenden Verbindung und der vorherigen Reaktionslösung wird die 5 7-Aminoverbindung direkt als das gewünschte Di-hydrochlo-rid gebildet. Das Dihydrat kann in gleicher Weise direkt aus geeigneten Medien isoliert werden.

Zahlreiche Acylgruppen, die z.B. 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, können aus 7ß-Acylamidocephalosporin-io Verbindungen nach dem obigen Verfahren entfernt werden. Derartige Acylgruppen umfassen diejenigen der allgemeinen Formel RBCH2CO-, worin RB Aryl (carbocyclisch oder hete-rocyclisch), Cycloalkyl, substituiertes Aryl, substituiertes Cycloalkyl oder eine nicht-aromatische heterocyclische 15 Gruppe bedeutet. Beispiele für diese Gruppe umfassen Phen-ylacetyl, substituiertes Phenylacetyl, Thienyl -2- und -3-acetyl. Andere Acylgruppen, die verwendet werden können, umfassen 5-Aminoadipoyl oder 5-Aminoadipoyl, worin eine oder beide der Carboxyl- und Aminogruppen blockiert sind. 20 Die vorstehend beschriebene 7ß-Acylamidoverbindung der Formel (II) kann auch unter Verwendung enzymatischer Methoden, d.h. enzymatischer Hydrolyse der 7ß-Acylamido-verbindung, z.B. unter Verwendung von Amidohydrolaseen-zym-Präparaten, unter Bewirkung einer Hydrolyse des (6R, 25 7R)-7-(2-Thienylacetamido) -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph-3- em -4- carboxylats oder von dessen Phenylacetamido-Analogen deprotoniert werden.

Das Enzym kann direkt als wässrige Lösung zu der zu katalysierenden Reaktionslösung zugegeben werden. Es kann 3o auch in fester Form erhalten werden, z.B. durch Gefriertrocknen. Das Enzym kann in einer unbeweglich gemachten Form in oder auf einer geeigneten Matrix verwendet werden. Diese kann zahlreiche Formen annehmen, die z.B. den Einschluss oder die Okklusion des Enzyms in einer Matrix, z.B. einem 35 Glas oder einem künstlichen Polymeren, z.B. Cellulosetriace-tat, in faserförmiger Form, oder die Unlöslichmachung auf einer Membran umfassen. Derartige immobilisierte Formen werden z.B. in der GB-PS 1 224 947 und in der BE-PS 782 646 beschrieben.

40 Bevorzugte Enzyme für die Verwendung bei der vorstehenden Hydrolysereaktion umfassen Amidohydrolase-Prä-parate, abgeleitet von E. coli- und Comamonas-Organismen, als geeignet.

Das immobilisierte Enzym kann zu einer Lösung des ge-« schützten 7ß-Aminosubstrats zugegeben werden, und man kann die Reaktion wünschenswerterweise bei 20 bis 70 °C, z.B. ca. 37 °C, und bei konstantem pH, z.B. 6,5 bis 8,0, insbesondere etwa 7,0, ablaufen lassen. Der pH kann durch automatische Zugabe der Base zu der Reaktionsmischung kon-50 stant gehalten werden. Im allgemeinen reichen bis zu 4 Stunden für eine optimale Hydrolyse, die in einem Zyklus abläuft, aus, und die Reaktionsmischung kann dann filtriert werden, um das immobilisierte Enzym zu entfernen. Das Dihydrochlorid kann durch Zugabe des Filtrats zu einem Kationen-55 austauscherharz und anschliessende Eluierung mit z.B. Pyri-din/Wasser, gefolgt von einer Einengung des Eluats und Behandlung des Rückstands mit Chlorwasserstoffsäure isoliert werden.

Bei der Herstellung des Dihydrochlorids durch enzymati-6o sehe Deacylierung der 7ß-AcylamidöVerbindung kann es vorteilhaft sein, die 7ß-Amino Verbindung in Form dessen Mono-perchlorat zu isolieren und anschliessend das Dihydrochlorid zu bilden. Das Monoperchlorat des (6R, 7R) -7- Amino -3-(l-pyridiniummethyl)-ceph -3-em -4- carboxylats, das eine 65 neue Verbindung darstellt, kann in im wesentlichen reiner, kristalliner Form isoliert werden.

Das erfindungsgemässe Dihydrochlorid kann auch hergestellt werden durch nucleophilen Austausch der (6R, 7R) -3-

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Acetoxymethyl -7- amino-ceph -3- em -4- carbonsäure mit Pyridin und Gewinnung der erhaltenen 3-(l-Pyridiniummethyl)-Verbindung als Dihydrochlorid. Die nucleophile Austauschreaktion kann in herkömmlicher Weise, z.B. wie in der GB-PS 1 028 563 beschrieben, bewirkt werden. Wie in dieser Patentschrift beschrieben, besteht ein geeignetes Verfahren für den nucleophilen Austausch darin, die 3-Acetoxymethyl-verbindung in Wasser mit einem Überschuss eines Pyridin-nucleophilen umzusetzen und dann die gewünschte Verbindung durch Behandlung mit Chlorwasserstoffsäure zu gewinnen.

Das Dihydrochlorid kann zweckmässigerweise als Dihydrat hergestellt werden. Dies kann bewirkt werden, indem man die Reaktionsmischung mit Wasser oder einem wässri-gen Medium oder erforderlichenfalls einer wässrigen Lösung von Chlorwasserstoff in Kontakt bringt oder indem man das Dihydrochlorid, möglicherweise in halbgereinigter Form, in wässriger Chlorwasserstoffsäure löst und hiernach das Di-hydrochlorid-dihydrat hieraus durch Zugabe eines geeigneten Reagens, z.B. eines niederen Alkanols, ausfallt. 20

Wie bereits früher erwähnt, ist das (6R, 7R) -7- Amino -3-(l-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid bei der Herstellung zahlreicher 7ß-Acylamidocephalo-sporin-Verbindungen der Formel enthalten, worin Rc z.B. eine C^-Alkylgruppe oder eine Cj-7-Cycloalkylgruppe, die gegebenenfalls durch eine Carb-oxylgruppe substituiert ist, darstellt.

Eine besonders wichtige Verwendung für das erflndungs-; gemässe Dihydrochlorid ist diejenige bei der Herstellung von 3-(l-Pyridiniummethyl)-cephalosporinen mit einer 7ß-Acyl-amido-Seitenkette der vorstehenden Formel (I). Diese Verbindungen können hergestellt werden, indem man das obige Dihydrochlorid mit einer Säure der Formel

C.COOH

II

(IV)

N

\

O.C.COOR4

R

(III)

eoo worin R3 eine Acylgruppe darstellt, verwendbar, indem man das Dihydrochlorid mit einer Säure der Formel

R3OH

30

35

worin etwaige reaktive Gruppen in R3 geschützt sein können, oder einem dieser entsprechenden Acylierungsmittel umsetzt, woran sich die Entfernung etwaiger Schutzgruppen an- 40 schliesst.

Somit schafft die Erfindung Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel (III), wie vorstehend definiert, nämlich des (6R, 7R) -7- Acylamino -3- (1-pyridiniummeth-yl)-ceph -3- em -4- carboxylats, welche darin bestehen, dass man eine Verbindung der Formel (II) mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Verfahrens (A) (i) oder (ii) desaeyliert und diese Verbindung mit einer Säure der Formel

45

R3OH

50

55

worin R3 wie vorstehend definiert ist, oder einem anderen,

dieser Säure entsprechenden Acylierungsmittel acyliert, woran sich die Entfernung etwaiger Schutzgruppen anschliesst.

R3 kann irgendeine einer grossen Anzahl von Acylgruppen sein, die 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten. Derartige Gruppen umfassen diejenigen der allgemeinen Formel RbCH2CO-, worin RB wie vorstehend definiert ist, und insbesondere eine 5- oder 6-gliedrige heterocyclische Arylgruppe mit 1 bis 4 Heteroatomen, ausgewählt unter O, N und S, z.B. 60 Thienyl, Furyl oder 2-Aminothiazolyl, bedeutet.

Die Acylgruppe kann eine Iminogruppe, z.B. eine Oxy-iminogruppe der Formel

-C-

65

ORc worin Ra und Rb wie vorstehend definiert sind, R4 eine Carb-oxyl-Schutzgruppe, z.B. den Rest eines esterbildenden aliphatischen oder araliphatischen Alkohols mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, bedeutet und R5 eine Amino- oder geschützte Aminogruppe darstellt, oder mit einem anderen, dieser Säure entsprechenden Acylierungsmittel umsetzt, woran sich die Entfernung vorhandener Schutzgruppen anschliesst.

Bei dem zuletzt genannten Verfahren verwendbare Acylierungsmittel umfassen Säurehalogenide, insbesondere Säurechloride oder -bromide. Derartige Acylierungsmittel können hergestellt werden, indem man eine Säure (IV) oder ein Salz derselben mit einem Halogenierungsmittel, z.B. Phosphorpentachlorid, Thionylchlorid oder Oxalylchlorid umsetzt.

Säurehalogenide verwendende Acylierungen können in wässrigen und nicht-wässrigen Reaktionsmedien, zweckmässigerweise bei Temperaturen von — 50 bis + 50 °C, vorzugsweise -20 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 Dimethyl-anilin), anorganische Basen (z.B. Calciumcarbonat oder Na-triumbicarbonat) und Oxirane, wie niedrig-1,2-Alkylenoxide (z.B. Äthylenoxid oder Propylenoxid), die bei der Acylie-rungsreaktion freigesetzten Chlorwasserstoff binden.

Die Säuren der Formel (IV) selbst können als Acylierungsmittel bei dem vorstehend beschriebenen Acylierungs-verfahren verwendet werden. Die Säuren (IV) verwendende Acylierungen werden wünschenswerterweise in Gegenwart eines Kondensierungsmittels, wie z.B. eines Carbodiimids, wie N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid oder N-Äthyl-N'-y-dimethyl-aminopropyl-carbodiimid; einer Carbonylverbindung, wie Carbonyldiimidazol, oder eines Isoxazoliumsalzes, wie N-Äthyl -5- phenylisoxaszolium-perchlorat, durchgeführt.

Die Acylierung kann auch mit anderen amidbildenden Derivaten von Säuren der Formel (IV), wie z.B. einem aktivierten Ester, einem symmetrischen Anhydrid oder einem gemischten Anhydrid (z.B. gebildet mit Pivalinsäure oder mit einem Haloformiat, wie einem niedrig-Alkylhaloformiat)

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durchgeführt werden. Gemischte Anhydride können auch mit (2-t-butoxycarbonylprop -2- oxyimino)acetamido] -3- (1-py-

Phosphorsäuren (z.B. Phosphor- oder Phosphorigesäure), ridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat, kann aus einem

Schwefelsäure oder aliphatischen oder aromatischen Sulfon- N,N-Dimethylformamid-Medium als N,N-Dimethylform-

säuren (z.B. p-Toluolsulfonsäure) gebildet werden. Ein akti- amid-Solvat in kristalliner Form und mit einem hohen Rein-

vierter Ester kann zweckmässigerweise in situ gebildet wer- 5 heitsgrad isoliert werden. Das N,N-Dimethylformamid-Sol-

den, indem man z.B. 1-Hydroxybenzotriazol in Gegenwart ei- vat ist eine neue Verbindung und ist als Zwischenprodukt bei nes Kondensierungsmittels, wie vorstehend angegeben, ver- der Herstellung der (6R, 7R) -7- [(Z) -2- (2-Aminothiazol -4-

wendet. Alternativ kann der aktivierte Ester zuvor gebildet yl) -2- (2-carboxyprop -2- oxyimino)-acetamido]-ceph -3-em-

werden. 4- carbonsäure, wie in der DE-OS 29 21 316 beschrieben, ver-

Die freien Säuren oder deren vorstehend genannte amid- x0 wendbar. Die Amino- und Carboxylschutzgruppen können bildenden Derivate umfassenden Acylierungsreaktionen wer- hiernach z.B. durch Behandlung mit einer Mischung von den wünschenswerterweise in einem wasserfreien Reaktions- Chlorwasserstoffsäure und Ameisensäure entfernt werden,

medium, z.B. Methylenchlorid, Tetrahydrofuran, Dimethyl- um die entsprechende, von Schutzgruppen befreite Verbin-

formamid oder Acetonitril, durchgeführt. dung in Form von ihrem Dihydrochlorid in hoher Ausbeute

Gewünschtenfalls können die obigen Acylierungsreaktio- 15 und mit hoher Reinheit zu erhalten.

nen in Gegenwart eines Katalysators, wie 4-Dimethylamino- Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher

Pyridin, durchgeführt werden. erläutern. In den Beispielen ist Cephaloridin (6R, 7R) -7-

Die Säuren der Formel (IV) und die diesen entsprechen- (2-Thienylacetamido) -3- ( 1 -pyridiniummethyl)-ceph -3- em-

den Acylierungsmittel können gewünschtenfalls in Form ih- 4- carboxylat; PC15 ist Phosphorpentachlorid; HPLC ist rer Säureadditionssalze hergestellt und verwendet werden. 20 Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie; und NMR bedeu-

Während der vorstehenden Acylierungsreaktion kann es tet kernmagnetisches Resonanzspektrum. Die Bezeichnung notwendig sein, die NH2-Gruppe des Aminothiazolyl-Teils, «Internationale Einheit» («International Unit»), wie sie vor-

z.B. durch Tritylierung, Acylierung (z.B. Chloracetylierung), liegend verwendet wird, gibt die Enzymmenge an, die 1 Mi-

Protonierung oder andere herkömmliche Methoden, zu kromol Penicillin G je Minute bei 37 °C hydrolysiert. Zerolit schützen. Die Schutzgruppe kann hiernach in irgendeiner ge- 2s ist ein stark saures kationisches Austauscherharz mit Polysty-eigneten Weise, die kein Aufbrechen der gewünschten Verbin- rol-Divinylbenzol-Quervernetzung.

dung bewirkt, z.B. im Falle einer Tritylgruppe unter Verwendung einer gegebenenfalls halogenierten Carbonsäure, z.B. Beispiel 1 Essigsäure, Ameisensäure, Chloressigsäure oder Trifluores- (a) (6R, 7R) -7- Amino -3- ( 1-pyridiniummethyl)-ceph -3-sigsäure, oder unter Verwendung einer Mineralsäure, z.B. 30 em-4- carboxylat-dihydrochlorid Chlorwasserstoffsäure, oder Mischungen derartiger Säuren, Eine gerührte Suspension von 4,15 g Cephaloridin in vorzugsweise in Gegenwart eines protischen Lösungsmittels, 30 ml Methylenchlorid wurde mit 5,09 ml N,N-Dimethylani-wie Wasser, oder im Fall einerChloracetylgruppe durch Be- lin und 2,52 ml Chlortrimethylsilan behandelt. Die Mischung handlung mit Thioharnstoff, entfernt werden. wurde 1 h bei 30 bis 35 °C gerührt und dann auf - 28 °C ab-

Carboxylschutzgruppen, die bei den Verbindungen der 35 gekühlt und mit 4,16 g PC15 behandelt, eine weitere Stunde Formel (III) verwendet werden, sind zweckmässigerweise bei — 25 bis — 30 °C gerührt und dann in eine auf — 20 °C geGruppen, die rasch, wenn erwünscht, abgespalten werden kühlte, gerührte Lösung von 8,1 ml Butan-1,3-diol und 20 ml können. Methylenchlorid gegossen. Die Lösung liess man im Verlauf

Geeignete Carboxylschutzgruppen sind aus dem Stand von 30 min 0 °C erreichen; man filtrierte den ausgefallenen der Technik bekannt, wobei eine Liste an repräsentativen ge- 40 Feststoff (A) ab, wusch mit Methylenchlorid und trocknete schützten Carboxylgruppen in der GB-PS 1 399 086 enthal- im Vakuum. Er wurde erneut in 17,5 ml Methanol aufgelöst,

ten ist. Bevorzugte geschützte Carboxylgruppen umfassen gerührt und mit 87,5 ml Methylenchlorid verdünnt. Der aus-

Aryl-niedrig-alkoxycarbonylgruppen, wie p-Methoxybenzyl- gefallene Feststoff wurde abfiltriert, mit Methylenchlorid ge-

oxycarbonyl, p-Nitrobenzyloxycarbonyl und Diphenylmeth- waschen und im Vakuum getrocknet, um 3,2 g der Titelver-

oxycarbonyl; niedrig-Alkoxycarbonylgruppen, wie t-But- 45 bindung in Form eines weissen Feststoffs zu ergeben; lmax

(pH 6 Puffer) 258 nm 18) (8 11 583)^0)0,95, ,,32

pe(n) kann bzw. können anschliessend nach irgendeiner der in und 1,84 (Pyridinium-Protonen), 4,10 bis 4,46 (AB Quartett, der Literatur beschriebenen, geeigneten Methoden entfernt J = 16 Hz, 2H, = C1 -CH2), 4,56 (D, J = 5 Hz, 1H, Cy-H), werden. Somit ist z.B. die Säure- oder Basen-katalysierte Hy- so 4,70 (D, J=5 Hz, 1H, Cs-H), 6,14 bis 6,50 (AB Quartett, drolyse in zahlreichen Fällen anwendbar, ebenso wie die en- J = 17 Hz, 2H, C2-H).

zymatisch katalysierten Hydrolysen. (b) Der in dem vorstehenden Beispiel 1 (a) hergestellte

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des vorste- Feststoff (A) wurde in einer Menge von 8 g in 25 ml n-Chlor-hend beschriebenen Acylierungsverfahrens umfasst die Ver- wasserstoffsäure gelöst. Die Zugabe von 95 ml Isopropanol wendung einer Säure der Formel (IV) (worin Ra und Rb beide ss führte zur Ausfällung von 4,95 g kristalliner Titelverbindung Methylgruppen bedeuten, R4 z.B. eine t-Butylgruppe darstellt als Dihydrat; x (D20) 1,02,1,36 und 1,87 (Pyridiniumproto-und R5 eine geschützte Aminogruppe, z.B. eine Tritylamino- nen), 4,2+4,55 (AB Quartett, J = 14 Hz, -CH2-), 4,62 (D, gruppe, ist) oder eines dieser entsprechenden Acylierungsmit- J=5 Hz, C7-H), 4,74 (D, J=5 Hz, Q-H), 6,19 + 6,38 (AB tels, vorzugsweise des Säurechlorids. Das erhaltene Produkt, Quartett, J = 18 Hz, C2-H). Wassergehalt gemäss Karl Fi-d.h. das (6R, 7R) -7- [(Z)-2- (2-Tritylaminothiazol -4- yl) -2- eo scher-Methode = 9,4%.

Analyse für C13Hi5N303SCl2.2H20

berechnet: C 39,0% H 4,78% N 10,5% S 8,01% Cl 17,72%

gefunden: 39,33 4,78 10,68 8,1 17,4.

(c) Man behandelte eine Lösung von 2,0 g (4,81 mMol) Amidohydrolase-Enzym (Aktivität 1,5 Internationale Einhei-Cephaloridin in 50 ml Wasser mit immobilisiertem E. coli ten (I.E.)/mg; 2,5 g). Man rührte die Reaktionsmischung 1 h

654 010

bei 30 °C und hielt einen pH von 7 während dieses Zeitraums durch Titrieren mit m-Ammoniumhydroxid aufrecht. Die Reaktionsmischung wurde dann abfiltriert. Die filtrierte Reaktionsmischung leitete man abwärts durch eine Säule von Zerolit 225 H+ (50 ml, 0,076 bis 0,152 mm, 8% Quervernetzung) und eluierte mit destilliertem Wasser auf pH 6. Das Produkt wurde aus der Säule mit 10% Pyridin in Wasser eluiert und das Eluat unter vermindertem Druck eingeengt. Der Rückstand wurde in 20 ml Methanol gelöst, man gab 0,962 ml (9,62 mMol) konz. Chlorwasserstoffsäure zu und verdünnte die Lösung mit Äthanol und Methylenchlorid, um 1,25 g Titelverbindung in zwei Fraktionen zu ergeben; x (D20) identisch mit den Werten in Beispiel l(a); Xmax (pH 6

Puffer) 258 (eJ^ 315, s 11 480) und Àinfl bei 273 (e|°^ 194,

s 7070), Verunreinigungen gemäss HPLC 0,3% Chlor. Analyse für Q3H15N3CI2O3S berechnet: Cl 19,5%

gefunden : 19,9.

Beispiel 2

(a) (6R, 7R) -7- [(Z) -2- (2-Tritylaminothiazol-4-yl) -2-(2-t-butoxycarbonylprop -2- oxyimino)-acetamido] -3- ( 1-py-ridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat

Man gab 3,44 g (Z) -2- (2-t-Butoxycarbonylprop -2- oxy-imino) -2- (2-tritylaminothiazol -4- yl)-essigsäure zu einer gerührten Lösung von 1,38 g PC15 in 60 ml Methylenchlorid und kühlte auf —10 °C ab. Die erhaltene Lösung wurde 30 min bei — 5 °C gerührt und dann auf —10 °C abgekühlt. Dann gab man 1,33 g Triäthylamin und anschliessend 20 ml Wasser zu. Die Mischung wurde 3 min bei 0 ° C gerührt, wonach die untere Phase im Verlauf von 10 min zu einer gerührten Suspension von 2,19 g (6R, 7R) -7- Amino -3- (1-pyridini-ummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid, hergestellt gemäss Beispiel l(a), in einer Mischung von 30 ml N,N-Dimethylacetamid/30 ml Acetonitril, die 3,03 g Triäthylamin enthielt und auf —10 °C abgekühlt worden war, zugegeben wurde. Man rührte die Mischung 45 min bei —10 bis — 5 °C und anschliessend 1 h ohne Kühlung. Man gab 1 ml Methanol zu. Man entfernte das Methylenchlorid durch Eindampfen unter vermindertem Druck. Die verbliebene Lösung wurde unter Rühren zu 300 ml Wasser zugegeben, um 4,89 g Titelverbindung auszufallen (enthaltend ca. 1 Mol N,N-Di-methylacetamid); x (CDC13): 2,78 [S, -(C6H5)3], 3,37 (S, -Thiazol), 0,35,1,80,2,12 (Pyridinium), 4,18 (M, -C7), 4,95 (~C5), 8,66 (S, -t-Butyl), 8,50 [S, -(CH3)2].

(b) (6R, 7R) -7- [(Z) -2- (2-Aminothiazol -4- yl) -2-(2-carboxyprop -2- oxyimino)-acetamido] -3- ( 1-pyridinium-methyl)-ceph -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid

Man löste unter Rühren 3,38 g des Produktes von Beispiel 2(a) in 20 ml 98%iger Ameisensäure. Man gab 1,2 ml konz. Salzsäure zu und rührte die Mischung 1 h. Der ausgefallene Feststoff wurde durch Vakuumfiltration entfernt. Das Lösungsmittel wurde aus dem Filtrat durch Eindampfen unter vermindertem Druck entfernt, um ein Öl zu hinterlassen, das dann mit 30 ml Aceton trituriert wurde, um 2,20 g Titelverbindung zu ergeben; x (D20/NaHC03) 3,08 (S, -Thiazol), 1,06,1,44,1,93 (Pyridinium),4,16(D,J=5Hz,-C7),4,74(D, J=5 Hz, —C6), 8,55 (S, -(CH3)2). Aceton gemäss NMR = 1 Mol; Wassergehalt = 5% (Karl Fischer-Methode); Chlor, gefunden 10,1% [C22H24N607S2C12 + Aceton (1 Mol) + Wasser (5%)] berechnet Cl 10,0%.

Beispiel 3

(a) (6R, 7R) -7- [(Z) -2- ( 3-Tritylaminothiazol-4-yl) -2-(2-t-butoxycarbonylprop -2- oxyiminoj-acetamido] -3- ( 1-py-ridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat

Man setzte 2,18 g (6R, 7R) -7- Amino -3- (1-pyridinium-

methyl)-ceph -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid-dihydrat des Beispiels l(b) gemäss dem Verfahren von Beispiel 2(a) um und erhielt 4,03 g Titelverbindung; x (DMSO-d6) 2,4-3,0 (M, -(C6H5)3), 3,33 (S, -Thiazol), 0,49,1,40,1,84 (Pyridinium), 4,39, (M, -C7), 4,94 (D, J=5 Hz, -C6), 8,65, (S, -t-Butyl), 8,62 (S,-(CH3)2).

(b) (6R, 7R) -7- [(Z) -2- (2-Aminothiazol-4-yl) -2-(2-carboxyprop -2- oxyiminoj-acetamido] -3- ( 1-pyridinium-methyl)-ceph -3- em-carboxylat-dihydrochlorid

Man behandelte das Produkt von Beispiel 3(a) (3,8 g) gemäss Beispiel 2(b) und erhielt 2,17 g Titelverbindung; x (D,0/NaHCÖ3) 3,08 (S, -Thiazol), 1,06,1,42,1,94 (Pyridinium), 4,17 (D, J=5 Hz, -C7), 4,74 (D, J = 5 Hz, -C6), 8,54 (S,-(CH3)2).

Beispiel 4

(a) (6R, 7R) -7- [(Z) -2- (2-Tritylaminothiazol-4-yl) -2-( 1-t-butoxycarbonylcyclobiit-1- oxyimino)-acetamido] -3-( l-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat

Man löste 1,38 g PCI5 in 60 ml Methylenchlorid. Die Lösung wurde auf -10 °C abgekühlt und man gab 3,48 g (Z) -2-(1-t-Butoxycarbonylcyclobut -1- oxyimino) -2- (2-tritylami-nothiazol -4- yl)-essigsäure zu. Die Lösung wurde 30 min bei - 5 °C gerührt, 1,8 ml Triäthylamin wurden zugesetzt und anschliessend 20 ml Wasser. Die Mischung wurde 3 min bei 0 °C gerührt. Die untere Phase wurde dann zu einer zuvor abgekühlten Mischung von 2,18 g (6R, 7R) -7- Amino -3- (1-py-ridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid, hergestellt gemäss Beispiel l(a), in 30 ml Dimethylacetamid und 30 ml Acetonitril mit einem Zusatz von 4,2 ml Triäthylamin bei -10 °C zugegeben.

Die Reaktionsmischung wurde 45 min zwischen — 5 und —10 °C gerührt. Die Kühlung wurde dann entfernt und die Reaktionsmischung eine weitere Stunde gerührt, währenddessen Raumtemperatur erreicht wurde. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck entfernt und der Rückstand zwischen Äthylacetat und Wasser verteilt. Die organische Phase wurde mit Salzlösung gewaschen und die vereinigten wässrigen Extrakte wurden mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten Äthylacetat-Extrakte wurden in Gegenwart von Aktivkohle getrocknet und das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde mit Isopropyläther trituriert, um 3,80 g Titelverbindung zu ergeben; vmax (Nujol) 1780 cm"1 (ß-Lactam), x (CDC13) 2,74 (S, Trityl), 8,66 (S, t-Butyl).

(b) (6R, 7R)-[(Z) -2- (2-Aminothiazol-4-yl) -2-( 1-carboxycyclobut -1- oxyiminoj-acetamido] -3-( 1-pyridi-niummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid

Man rührte 2,57 g (6R, 7R) -7- [(Z) -2- (2-Tritylaminothiazol -4- yl) -2- (1-t-butoxycarbonylcyclobut -1- oxyimino)-acetamido] -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat von Beispiel 4(a) bei Umgebungstemperatur in einer Mischung von 15 ml 98%iger Ameisensäure und 0,9 ml konz. Chlorwasserstoffsäure während 1 h. Die Mischung wurde dann abfiltriert und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Der erhaltene Rückstand wurde mit Aceton trituriert, um 1,79 g Titelverbindung zu ergeben; vmax (Nujol) 1785 cm"1 (ß-Lactam), x(D20/NaHC03) 1,05,1,42,1,91 (M, Pyridiniumprotonen), 3,01 (S, Aminothiazolproton), 4,13 (D, J = 5 Hz, C7-Proton), 4,68 (D, J = 5 Hz, C6-Proton), 7,4-8,4 (breites M, Cyclobutylprotonen); Dimethylacetamid (1/3 Mol) und Aceton (1/2 Mol) gemäss NMR; Wassergehalt = 7,4% (Karl Fischer-Methode); Chlor, gefunden 9,2%; berechnet 9,5% (C23H24N607S2C12 + 1/3 Mol Dimethylacetamid + 1/2 Mol Aceton + 7,4% Wasser).

8

5

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Beispiel 5

(6R, 7R) -7- Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4-carboxylat-dihydrochlorid-dihydrat

Man behandelte eine gerührte Suspension von 4,15 g Cephaloridin in 30 ml Methylenchlorid mit 5,09 ml N,N-Di-methylanilin und 2,52 ml Chlortrimethylsilan. Man rührte 1 h bei Raumtemperatur und kühlte danach auf - 30 °C ab, behandelte mit 4,16 g PC15, rührte eine weitere Stunde bei - 25 bis - 30 °C und goss dann in eine zuvor auf — 30 °C abgekühlte Lösung von 8,1 ml Butan-l,3-diol in 20 ml Methylenchlorid. Die Temperatur der erhaltenen Mischung wurde auf - 20 °C eingestellt und man liess sie im Verlauf von 30 min 0 °C erreichen. Zu der erhaltenen Suspension gab man 20 ml Wasser. Die Mischung wurde gerührt und die wässrige Schicht abgetrennt. Die organische Schicht wurde mit weiteren 5 ml Wasser re-extrahiert. Die vereinigten wässrigen Extrakte wurden mit 100 ml Isopropylalkohol verdünnt und der kristalline Feststoff wurde filtriert, mit etwas Isopropalalko-hol gewaschen und mehrere Stunden im Vakuum getrocknet und dann bei Raumtemperatur mehrere Stunden ins Gleichgewicht gebracht, um 3,17 g Titelverbindung in Form eines kristallinen Feststoffs zu ergeben; X,max (pH 6 Puffer) 318 nm

(E

1%

, 318);

1 cm '

Elementaranalyse für C^H^NjOsC^S

berechnet: Cl 17,7% H20:9,3% (Karl Fischer-Methode)

gefunden : 17,4 9,5.

Beispiel 6

(a) (6R, 7R) -7-[(Z) -2- (2-Tritylaminothiazol-4-yl) -2-(2-t-butoxycarbonylprop -2- oxyimino)-acetamido] -3- ( 1-py-ridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat, N,N-Dimethyl-formamid-Solvat

Man gab 4 g feingepulvertes Produkt von Beispiel 2(a) zu 15 ml gerührtem N,N-Dimethylformamid bei 23 °C. Der Feststoff löste sich auf und kurz darauf trat eine Kristallisation ein. Die gerührte Mischung wurde dann durch tropfenweise Zugabe von 20 ml Diisopropyläther verdünnt. Der Feststoff wurde durch Filtrieren gesammelt, um 3,06 g Titelverbindung in Form farbloser Nadeln zu ergeben; N,N-Di-methylformamid gemäss NMR =21/2 Mol; x (DMSO-d6) 2,4-3,0 (M, Trityl), 3,32, (S, Aminothiazolringproton), 0,47, 1,38,1,82 (Pyridiniumprotonen), 4,34 (M, C7-Proton), 4,92 (D, J = 5 Hz, C6-Proton), 8,64 (S, t-Butylprotonen), 8,62 (S,

(CH3)2-C ), [a]p° = - 27,5° (c = 1,1 in Methanol).

(b) (6R, 7R) -7- [(Z) -2- (2-Aminothiazol-4-yl) -2-(carboxyprop -2- oxyimino)-acetamido] -3- ( 1-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid

Man löste 2,1 g des Produktes der Stufe (a) in 10 ml Ameisensäure bei 22 °C. Man gab 0,8 ml konz. Chlorwasserstoffsäure zu und filtrierte nach 75 min den ausgefallenen Feststoff ab. Das Filtrat wurde eingedampft und man gab 10 ml denaturierten Industriespiritus zu. Die Lösung wurde erneut eingedampft. Der Rückstand wurde in Methanol gelöst und die Lösung zu Diisopropyläther zugegeben, um

1,35 g Titelverbindung zu ergeben; [a]p -14,7° (c = 0,95

in pH 6 Puffer), t (DMSO-d6) 0,28 (D, J=9 Hz, -CO-NH), 0,77 (D, J=6 Hz), 1,25 (T, J=6 Hz), 1,70 (T, J=6 Hz, Pyri-diniumringprotonen), 3,0 (S, Aminothiazolprotonen), 3,99 (DD, J=9 Hz und 5 Hz, 7-H), 4,67 (D, J=5 Hz, 6-H), 8,42 (S,-(CH3)2).

Beispiel 7

(6R, 7R) -7- [(Z) -2- Methoxyimino -2- (2-tritylaminothiazol -4-yl)-acetamido] -3- (1-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4-carboxylat

Man kühlte eine Suspension von 1,89 g PC15 in 35 ml Methylenchlorid auf - 5 °C und gab 4,03 g (Z) -2- Methoxyimino -2- (2-tritylaminothiazol -4- yl)-essigsäure zu. Die erhaltene Lösung wurde eine halbe Stunde bei 0 bis — 5 °C ge-5 rührt. Man gab 2,4 ml Triäthylamin und anschliessend 13 ml destilliertes Wasser zu. Die erhaltene, zweiphasige Lösung wurde 10 min bei ca. 0 °C gerührt und anschliessend wurde die untere Phase im Verlauf von 2 min zu einer Suspension von 3,15 g (6R, 7R) -7- Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph 10 -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid-dihydrat in 18 ml Methylenchlorid, 18 ml Dimethylformamid und 4,4 ml Triäthylamin bei 0 bis - 5 °C zugegeben. Die erhaltene Reaktionsmischung wurde 1 1/2 h bei ca. 0 °C gerührt. Man gab 1 ml Methanol und nach 5 min 66 ml destilüertes Wasser zu. Die 15 Mischung wurde 5 min gerührt und dann 16 h bei ca. 4 °C stehengelassen. Die organische Phase wurde abgetrennt und die wässrige Phase mit 30 ml Methylenchlorid extrahiert. Die erhaltene Emulsion würde sich nicht auftrennen und die organischen Lösungsmittel wurden unter vermindertem Druck ent-20 fernt. Die wässrige Lösung wurde von dem braunen Öl abdekantiert und dieses Öl wurde in 20 ml Methylenchlorid gelöst. Man vereinigte die Methylenchloridlösungen, trocknete über Magnesiumsulfat und dampfte unter vermindertemDruck unter Erzielung eines gummiartigen Materials ein. Die Tritu-25 rierung dieses gummiartigen Materials mit 100 ml Aceton und 100 ml Isopropyläther ergab ein festes Produkt, das abfiltriert, mit 20 ml Isopropyläther gewaschen und im Vakuum bei 40 °C getrocknet wurde, um 5,34 g Titelverbindung zu ergeben; x (DMSO-d6) 0,48 (D, J=8 Hz, NH), 0,60 (D, 30 J=6 Hz, Pyridinium C-2 und C-6H), 1,21 (S, -NH), 1,54 (T, J=6 Hz, Pyridinium C-4H), 1,76 (D, J=6 Hz, Pyridinium C-3 und C-5H), 1,68 (S, Phenyl H), 3,29 (S, Thiazol H), 4,2-4,5 (M, C-7H), 4,1^,8 (M, C-3 CH2), 4,88 (D, J=5 Hz, C-6H), 6,20 (S, Oxim CH3), 6,39-6,83 (AB Quartett, 35 J=18HZ,C-2CH2).

Beispiels

(6R, 7R) -7- [(Z) -2- (2-Aminothiazol-4-yl) -2-methoxyimi-noacetamido] -3- ( 1-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carb-oxylatdihydrochlorid-dihydrat

Man rührte eine Lösung von 10,3 g (6R, 7R) -7- [(Z) -2-Methoxyimino -2- (2-tritylaminothiazol -4- yl)-acetamido] -3-(l-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat in 30,9 ml Ameisensäure 15 min bei Umgebungstemperatur. Man setzte 5,15 ml konz. Chlorwasserstoffsäure zu und rührte die Reaktionsmischung weitere 5 min. Das Triphenylcarbinol wurde abfiltriert und das vereinigte Filtrat und die Waschwässer wurden unter vermindertem Druck auf etwa die Hälfte des Volumens eingeengt und man gab 30 ml Aceton zu. Die erhaltene Lösung wurde während 5 bis 10 min zu einer gerührten Mischung von 180 ml Aceton und 210 ml Isopropyläther zugegeben, um das Produkt auszufällen. Das Produkt wurde durch Filtrieren isoliert, mit 50 ml Isopropyläther gewaschen und im Vakuum bei 40 °C getrocknet, um 6,95 g Titelverbindung zu ergeben; [a]p. -15,5° (c 1,034, DMSO), X 255 10/ u max nm (Ej 7c°m 330), x (D20) 1,04 (D, J=6 Hz, Pyridinium C-2

und C-6H), 1,37 (T, J=6 Hz, Pyridinium C-4H), 1,88 (T, 60 J=6 Hz, Pyridinium C-3 und C-5H), 2,88 (S, Thiazol H), 4,13 (D, J=5 Hz, C-7H), 4,68 (D, J=5 Hz, C-6H), 4,20 und 4,60 (AB Quartett, J= 13 Hz, C-3 CH2), 5,96 (S, Oxim CH3), 6,24 und 6,65 (AB Quartett, J= 18 Hz, C-2 CH2).

65 Beispiel 9

(6R, 7R) -7- [(Z) -2- (2-t-Butoxycarbonylprop -2- oxyimino) -2- (fur -2-yl)-acetamido] -3- ( 1-pyridiniummethyl)-ceph -3-em -4- carboxylat

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654010

Man gab 2,25 ml Oxalylchlorid zu einer gerührten Lösung von 7,43 g 2-(Z)-(t-Butoxycarbonylprop -2- oxyimino) -2- (fur -1- yl)-essigsäure in 250 ml Methylenchlorid, enthaltend 3,5 ml Triäthylamin und 0,5 ml N,N-Dimethylform-amid, bei 5 °C. Die Mischung wurde 1 h bei 5 °C gerührt und dann unter vermindertem Druck eingedampft, um ein halbfestes, gummiartiges Material zu ergeben. Das gummiartige Material wurde in 250 ml Aceton suspendiert und zu einer gerührten Lösung von 10 g (6R, 7R) -7- Amino -3- (1-pyridini-ummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid-dihy-drat in 500 ml destilliertem Wasser und 250 ml Aceton, enthaltend 10,0 g Natriumhydrogencarbonat, bei 5 °C im Verlauf von 15 min zugegeben. Nach der Zugabe wurde die Lösung 1,5 h bei 5 °C gerührt. Die Lösung wurde dann unter vermindertem Druck auf ein Volumen von ca. 200 ml eingedampft, um eine Suspension eines blassgelben Feststoffs zu ergeben. Die Mischung wurde dann von pH 8,2 auf 2,0 angesäuert. Der Feststoff wurde durch Filtrieren gesammelt und im Vakuum bei 40 °C getrocknet, um 9,8 g Titelverbindung zu ergeben; t (DMSO-d6) 0,49 (Pyridyl 2-H + Acetamido H, D, J=8 Hz), 1,39 (Pyridyl 4-H,M), 1,81 (M, Pyridyl 3-H), 2,2 (S, Furyl 5-H), 3,2-3,4 (S, Furyl 3-H und 4-H), 4,26 (M, C(7)-H), 4,28 + 4,78 (M, J = 12 Hz, Pyridyl 4-H), 4,85 (C(6)-H), 6,39 + 6,89 (AB Quartett 6,6 J= 18 Hz, C(2)-H), 8,6 (D, Propyl -H und t-Butyl -H).

Beispiel 10

(6R, 7R)-7-[(Z) -2- (2-Carboxyprop -2- oxyimino) -2- (fur -2-yl)-acetamido] -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3-em -4-carboxylat-hydrochlorid-hydrat

Man löste 6,0 g (6R, 7R) -7- [(Z) -2- (2-t-Butoxycarbonyl-prop -2- oxyimino) -2- (fur -2- yl)-acetamido] -3- (1-pyridini-ummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat in 45 ml Ameisensäure, kühlte die Lösung auf 5 °C und gab 1,44 ml konz. Chlorwasserstoffsäure zu. Die Lösung wurde 1,5 h bei 5 °C gerührt und dann unter vermindertem Druck auf ein Volumen von 10 ml eingedampft. 50 ml Aceton wurden zu dem Rückstand zugegeben und die erhaltene Lösung wurde langsam unter Rühren mit 250 ml Isopropyläther versetzt. Der cremefarbene Niederschlag wurde durch Filtrieren gesammelt, mit 50 ml Isopropyläther gewaschen und im Vakuum bei 40 °C getrocknet, um

20

5,65 g Titelverbindung zu ergeben; [a]^ = — 24,5° (c 1,016

H20); t (D20) 1,2 (S, Pyridyl 2-H), 1,49 (M, Pyridyl 4-H), 1,99 (M, Pyridyl 3-H), 2,41 (S, Furyl 5-H), 3,21 (D, Furyl 3-H), 3,42 (D, Furyl 4-H), 4,12 (D, C(7)-H), 4,71 (C(6)-H), 4,28 + 4,69 (M, J= 14 Hz, C{3)-H), 6,29 + 6,71 (AB Quartett 6,5 J= 18 Hz, C(2)-H), 8,42 (Propyl-H).

Beispiel 11

(a) (6R, 7R) -7-Amino-3- (l-pyridiniummethyl)-ceph-3-em-4- carboxylat-monoperchlorat

Man löste 8,0 g Cephaloridin in 180 ml Wasser bei 30 °C und stellte den pH-Wert der Lösung mit verdünntem Ammoniumhydroxid auf 7,0 ein. Man gab ausreichend immobilisiertes E. coli Amidohydrolase-Enzym zu, um eine Hydrolyse* Anfangsgeschwindigkeit von 0,5 mMol/min zu erhalten, und rührte die Suspension 1,5 h, wobei man den pH durch Titration mit verdünntem Ammoniumhydroxid bei 7,0 hielt. Das Enzym wurde aus der wässrigen Reaktionsmischung ab15

20

25

10

filtriert und man befolgte das vorstehende Verfahren zwei weitere Male mit frischem Ausgangsmaterial (2x8 g). Die vereinigten wässrigen Filtrate wurden mit Aktivkohle gerührt und durch ein Bett von Diatomeenerde filtriert. Das geklärte s Filtrat wurde mit 2,41 Isopropylalkohol verdünnt, mit 38,5 g 60%iger wässriger Perchlorsäure behandelt und auf 0 °C abgekühlt. Die Suspension wurde filtriert und der Feststoff nacheinander mit 20%igem wässrigem Isopropylalkohol, Isopropylalkohol und Isopropyläther gewaschen und ge-io trocknet, um 20,6 g kristalline Titel Verbindung zu ergeben;

[<x]p - 54° (c 1,0, pH 6,0,2 M Phosphat); Jimax (pH 6 Puffer)

259 (E1,% 326, s 12 800) und /.infl bei 264 (E,1 301, s x cm i Ciri

11 800) und 274 (E * 196, s 7700), Verunreinigungen gemäss HPLC = 1,6%.

(b) 9,2 g Cephaloridin-hydronitrat wurden mit Enzym behandelt und man isolierte das Produkt gemäss Beispiel 1 l(a),

22

um 20,0 g kristalline Titelverbindung zu ergeben; [a] p - 53° (c 1,0, pH 6,0,2 M Phosphat), /„max 258,5 (E1^ 324,

s 12 700) und Xinfl 264 (e{ 298, e 22 700) und 274 (E1^ 194, s 7600); Verunreinigungen gemäss HPLC = 1,6%.

30 Beispiel 12

(a) (6R, 7R) -7- Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph-3-em -4- carboxylat-dihydrochlorid-dihydrat

Man löste 20,0 g des Produktes von Beispiel 1 l(a) in einer Mischung aus 50 ml destilliertem Wasser und rührte Amber-35 lite LA -2- Flüssigionenaustauscherharz und 25 ml Äthylacetat und die zweiphasige Lösung 10 min bei Raumtemperatur. Die untere wässrige Schicht wurde abgetrennt und mit 12,5 ml Amberlite LA-2 und 12,5 ml Äthylacetat 10 min gerührt. Die wässrige Schicht wurde abgetrennt, mit 10 ml 40 Äthylacetat gewaschen, auf 5 °C abgekühlt und mit 15,0 ml konz. Chlorwasserstoffsäure und 360 ml Isopropylalkohol behandelt. Die Suspension wurde abfiltriert und der Feststoff mit Isopropylalkohol gewaschen und getrocknet, um 18,7 g

22

kristalline Titelverbindung zu ergeben; [ajp. — 51 ° (c 1,0,

45 D

pH 6,0,4 M Phosphat), Âmax 259 (e|°^ 323, e 12 900) und

Âinfl 264 (eJ0^ 299, s 12 000) und 274 (E1^ 194, e 7800).

so Verunreinigungen gemäss HPLC = 0,7%.

(b) Man wandelte 19,2 g Produkt von Beispiel 1 l(b) mit Hilfe des vorstehend in Beispiel 12(a) beschriebenen Verfahrens um, um 18,1 g kristalline Titelverbindung zu ergeben;

55 [a]p -52° (c 1,0, pH 6,0,4 M Phosphat), ^ax 259 (e}"^

322, s 12 900) und >„infl 264 (E j ^ 299, s 12 000) und 274 1%

(E, v 1 cm

60 1,7%.

196, s 7800). Verunreinigungen gemäss HPLC =

C

Claims

654010

2

PATENTANSPRÜCHE

1. (6R, 7R)-7-Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3-em -4- carboxylat-dihydrochlorid in im wesentlichen reiner Form.
2. Solvate von (6R, 7R)-7-Amino -3- (1-pyridiniummeth-yl)-ceph -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid.
3. (6R, 7R)-7-Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3-em -4- carboxylat-dihydrochlorid-dihydrat als Verbindung gemäss Anspruch 2.
4. (6R, 7R)-7-Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3-em -4- carboxylat-dihydrochlorid-dihydrat als Verbindung gemäss Anspruch 3 in kristalliner Form mit dem folgenden Pulver-Röntgenbeugungsmuster:

I

I

0,907 nm m

0,257 nm m

0,744

w

0,249

2vw

0,657

w

0,244

md

0,617

m

0,237

vw

0,550

vw

0,233

vw

0,530

w

0,228

vw

0,494

w

0,222

2vw

0,476

w

0,217

vw

0,444

s

0,212

2vw

0,433

s

0,208

vw

0,390

2vw

0,202

vw

0,382

ms

0,195

2vw

0,375

s

0,192

vw

0,367

ms

0,187

2vw

0,358

w

0,184

2vw

0,339

s

0,181

vw

0,328

w

0,179

vw

0,318

w

0,176

2vw

0,312

vw

0,170

2vw

0,306

2vw

0,167

vw

0,293

s

0,164

2vw

0,289

w

0,162

2vw

0,284

m

0,160

2vw

0,275

m

0,267

w

und die so gebildete 7ß-Amino Verbindung mit Chlorwasserstoffbehandelt und nach den Stufen (i) und (ii) eine allenfalls vorhandene Carboxylschutzgruppe R2 abspaltet.
7. Verfahren gemäss Anspruch 6 zur Herstellung des (6R,

5 7R)-7-Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carb-

oxylat-dihydrochlorids, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel (II), wie in Anspruch 6 definiert, durch enzymatische Katalyse deacyliert, das (6R, 7R)-7-Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat

10 in Form seines Monoperchlorats isoliert und dieses Mono-perchlorat in das Dihydrochlorid umwandelt.
8. Verfahren zur Herstellung der Verbindung gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Verfahren gemäss Anspruch 6 das Dihydrochlorid herstellt und

15 dieses als Dihydrat gewinnt.
9. Verfahren zur Herstellung der Verbindung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die (6R, 7R)-3-Acetoxymethyl -7- amino-ceph -3- em -4- carbonsäure mit Pyridin umsetzt und die so gebildete 3-(l-Pyridiniummethyl)-

20 Verbindung mit Chlorwasserstoff behandelt.
10. Verfahren zur Herstellung der Verbindung gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Verfahren gemäss Anspruch 9 das Dihydrochlorid herstellt und dieses als Dihydrat gewinnt.

25 11. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel:

r3nh

30

J—CH2

(III)

35 worin R3 eine Acylgruppe darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass man das (6R, 7R)-7-Amino -3- (1-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid in im wesentlichen reiner Form mit einer Säure der Formel:

40

R3OH

worin die d-Werte in Nanometer angegeben sind und s = stark; m = mittel; w = schwach; v = sehr; 2v = ausserordentlich; d = diffus.
5. (6R, 7R)-7-Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3-em -4- carbonsäure-monoperchlorat.
6. Verfahren zur Herstellung der Verbindung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel:

R^H

worin irgendwelche reaktive Gruppen in R3 geschützt sein können, oder einem reaktionsfähigen funktionellen Derivat dieser Säure umsetzt und hierauf allenfalls vorhandene

45 Schutzgruppen abspaltet.
12. Verfahren gemäss Anspruch 11 zur Herstellung einer Verbindung der Formel (III), worin R3 eine Acylgruppe darstellt, die von der Gruppe R1 der in Anspruch 6 definierten Formel (II) verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, dass so man das (6R, 7R)-7-Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph-3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid mit Hilfe des Verfahrens gemäss Anspruch 6 herstellt.
13. Verfahren gemäss Anspruch 11 oder 12 zur Herstellung einer Verbindung der Formel (III), worin R3NH die

55 Formel:

NH_

worin R1 eine Acylgruppe bedeutet, oder eine entsprechende 6o Verbindung mit einer Gruppe -COOR2 in 4-Stellung, worin R2 eine Carboxylschutzgruppe bedeutet, und einem assoziierten Anion A~, oder ein Salz hiervon N-desacyliert, indem man (i) besagte Verbindung mit Phsophorpentachlorid in Kontakt bringt, das so gebildete Imidchlorid in einen Imino- 65 äther überführt und den Iminoäther hydrolysiert oder alko-holysiert; oder (ii) besagte Verbindung in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Enzymkatalysators hydrolysiert

Q

C.CO.NH-

II

N

(D

. I

0.C.C00H

besitzt, worin Ra und Rb C, Alkylgruppen darstellen oder zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, eine C3 7-Cycloalkylidengruppe bilden, dadurch gekennzeichnet, dass man (6R, 7R)-7-Amino -3- (1-pyridinium-methyl)-ceph -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid mit einer Säure der Formel:

R

V

C.COOH

(IV)

\ R

\ 1 i)

O.C.COOR

Rb worin Ra und Rb wie vorstehend definiert sind, R4 eine Carb oxylschutzgruppe bedeutet und R5 eine Aminogruppe oder geschützte Aminogruppe ist, oder einem reaktionsfähigen funktionellen Derivat dieser Säure acyliert und hierauf die

Schutzgruppen abspaltet.
14. Verfahren gemäss Anspruch 13 zur Herstellung des (6R, 7R)-7-[(Z) -2- (2-Aminothiazol -4- yl) -2- (2-carboxy-prop -2- oxyimino)-acetamido] -3- (1-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylats, dadurch gekennzeichnet, dass man (6R, 7R)-7-Amino -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph-3-em-4- carboxylat-dihydrochlorid mit einer Carbonsäure der Formel (IV), worin Ra und Rb beide Methylgruppen und R4 eine Carboxylschutzgruppe darstellen und R5 in diesem Fall eine geschützte Aminogruppe bedeutet, oder einem reaktionsfähigen funktionellen Derivat dieser Säure acyliert und hierauf die Schutzgruppen abspaltet.
15. Verbindungen der Formel (III), hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 11.
16. (6R, 7R)-7-[(Z) -2- (2-Aminothiazol -4- yl) -2- (2-carb-oxyprop -2- oxyimino)-acetamido] -3- (1-pyridiniummeth-yl)-ceph -3- em -4- carboxylat als Verbindung gemäss Anspruch 15, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 14.
17. Verfahren zur Herstellung des (6R, 7R)-7-[(Z) -2-(2-Tritylaminothiazol -4- yl) -2- (2-tert.butoxycarbonyl-prop-2- oxyimino)-acetamido] -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3-em -4- carboxylat-N,N-Dimethylformamid-Solvats, dadurch gekennzeichnet, dass man das (6R, 7R)-7-Amino -3- (1-pyri-diniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat-dihydrochlorid mit einer Verbindung der Formel (IV), wie in Anspruch 13 definiert, worin R5 eine Tritylaminogruppe bedeutet und R4 eine tert.-Butylgruppe darstellt, in Gegenwart von N,N-Dimethyl-formamid acyliert.
18. N,N-Dimethylformamid-Solvat des (6R, 7R)-7-[(Z)-2- (2-T ritylaminothiazol -4- yl) -2- (2-t-butoxycarbonyl-prop-2- oxyimino)-acetamido] -3- (l-pyridiniummethyl)-ceph -3-em -4- carboxylats, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 17.

3 654 010

und sind insbesondere bei der Behandlung von Krankheiten verwendbar, die durch Bakterien verursacht werden, die gegenüber anderen Antibiotika, wie Penicillinverbindungen, resistent sind, sowie bei der Behandlung von penicillinempfind-5 liehen Patienten. Cephalosporin-Antibiotika unterscheiden sich beispielsweise in der Acylamido-Gruppierung in der 7ß-Stellung und/oder dem Atom oder der Gruppe in der 3-Stel-lung des Moleküls. Es zeigte sich, dass unter diesen Cephalo-sporin-Antibiotika verschiedene Verbindungen, bei denen die io 3-Stellung durch eine 1-Pyridiniummethylgruppe substituiert ist, eine besonders gute antibakterielle Aktivität besitzen. Ein Beispiel für eine derartige Verbindung, die eine ausserordentliche kommerzielle Bedeutung erlangt hat, ist das Antibiotikum mit der eingeführten Bezeichnung Cephaloridin, d.h. is (6R, 7R)-7- (2-Thienylacetamido) -3- (1-pyridiniummethyl)-ceph -3- em -4- carboxylat. Von der Patentinhaberin wurden kürzlich andere Cephalosporinverbindungen hergestellt, die eine 1-Pyridiniummethylgruppe in der 3-Stellung besitzen und die eine besonders gute antibakterielle Aktivität, insbe-20 sondere gegenüber gram-negativen Organismen, einschliesslich denjenigen, die ß-Lactamase bilden, besitzen. Diese Verbindungen enthalten eine 7ß-Acylamido-Seitenkette der Formel

\=d_

C.CO .NH

30

35

(I)

N

\ V

O.e.COOH