CS242274B1 - Způsob přípravy 7-[ (lH-tetrazoI-l-yl)-acetamido ]-3-[(5- -methy1-1,3,4-thiadiazoi-2-yl)thiomethyl]-3-eefem-4-karbaxyIové kyselinyZpůsob přípravy 7-[ (lH-tetrazoI-l-yl)-acetamido ]-3-[(5- -methy1-1,3,4-thiadiazoi-2-yl)thiomethyl]-3-eefem-4-karbaxyIové kyseliny - Google Patents

Description

Vnález se týká způsobu přípravy 7-[(lH-tetrazol-l-yl) -acetamido] -3-[ (5-methyl-l,3,4-thiadiazol-2-yl) -thiomethyl ] -3-cef em-4-karboxylové kyseliny vzorce I

N-Ch;CO-t~iH Z ² N=CH

COOH fd

Sloučenina vzorce I se ve formě solí ňebo esterů používá jako polosyntetické antibiotikum se širokým spektrem účinku proti Gram-pozitivním i Gram-negativním bakteriím.

Doposud se tato sloučenina vyráběla acylací 7-amino-3-[ (5-methyl-l,3,4-thiadiazol-2-yl j -thiomethyl ] -3-cef em-4-karboxylové kyseliny s vhodnými aktivními deriváty kyseliny (ΙΗ-tetrazol-l-yl)-octové (viz např. DE-OS 2 263 861 /1971/; DE-OS 2 318 829 /1973/; Japan Kokai 74 108 091 /1974/; DE-OS 2 540 374 /1975/; DE-OS 2 730 579 /1976/).

Další velkou skupinu tvoří postupy vycházející ze 7-[ (lH-tetrazol-l-ylj-acetamido]-2-acetoxymethyl-3-cefem-4-karboxylové kyseliny, resp. její sodné soli (viz např. J. Antibiotic 3 (23), 1970, 131; US pat. 3 516 997 /1968/; DE-OS 1953 861 /1971/; jihoafrický patent 6 907 500 /1971/; fr. pat. 2 068 419 /1969/; DE-OS 2 617 442 /1976/; DE-OS číslo 2 607 681 /1975/; japan Kokai 7114 736 /1967/; US pat. 3 799 923 /1974/j.

Pří těchto postupech reaguje výchozí sloučenina, zpravidla ve formě sodné soli s 2-merkapto-5-methyl-l,3,4-thiadiazolem v prostředí fosfátového pufru o pH 6,4, za přídavku hydrogenuhličitanu sodného, při teplotě 60 °C, po dobu asi 6 h a sloučenina vzorce I se izoluje po ukončení reakce tak, že reakční směs se okyselí a produkt se extrahuje do ethylacetátu, zahustí a vysuší.

Další metoda přípravy DE-OS 2 436 771 (1974) vychází ze 7-[ (ΙΗ-tetrazol-l-yl)-acetamido ]-3-halogenmethyl-3-cefem-4-karboxylové kyseliny, která reaguje s 2-merkapto-5-methyl-l,3,4-thiadiazolem v prostředí dichlormethanu za přítomnosti propylenoxidu.

Podle firmy Fujisawa lze připravit sloučeninu vzorce I reakcí solí 7-[ (lH-tetrazol-1-yl) -acetamido] -3- [ (pyrimidinlum-l-oxid-2-yl) -thiomethyl] -3-cef em-4-karboxylové kyseliny s 2-merkapto-5-methyl-l,2,4-thiadiazolem v prostředí N,N-dimethylformamidu za přítomnosti chloridu měďnatého (Japan Kokai 74 117 487 /1973/.

Další patent firmy Fujisawa popisuje přípravu sloučeniny vzorce I reakcí 7-[(lH-tetrazol-l-yl) -acetamido ] -3-azidomethyl) -3-cefem-4-karboxylové kyseliny s 2-merkapto-5-methyl-l,3,4-thiadiazolem v prostředí fosfátového pufru o pH 6,4 a za přídavku hydrogenuhličitanu sodného.

Uvedené způsoby přípravy sloučeniny vzorce I mají z hlediska průmyslového využití několik nevýhod. Prakticky při všech uvedených postupech se používá komplikovaný způsob izolace produktu, kdy po ukončení reakce se reakční směs okyselí, produkt se extrahuje do ethylacetátu, extrakty se promyjí, vysuší a sloučenina vzorce I se získá po vakuovém oddestilování ethylacetátu. Takto izolovaný produkt zpravidla nevyhovuje kvalitou a je nutné je) dále čistit, což je spojeno s dalšími ztrátami.

Tento způsob izolace také produkuje velké množství odpadních vod se zvýšeným obsahem solí, což má negativní vliv na životní prostředí.

Další nevýhodou postupů vycházejících ze 7- [ (lH-tetrazol-l-yl) -acetamido ] -3-acetoxymethyl-3-cefem-4-karboxylové kyseliny je nutnost připravovat sodnou sůl této sloučeniny, protože při acylaci 7-aminocefalosporánové kyseliny s deriváty kyseliny (1H-tetrazol-l-yl)-octové se produkt izoluje jako volná kyselina nebo jako trialkylamoniová sůl.

Všechny uvedené negativní faktory snižují kapacitu výroby a nepříznivě ovlivňují celou ekonomiku výroby.

Způsob přípravy sloučeniny vzorce I podle vynálezu je založený na reakci soli 7- [ (ΙΗ-tetrazol-l-yl) -acetamido] -3-acetoxymethyl-3-cefem-4-karboxylové kyseliny všeobecného vzorce II, j N-CtyCO-NHN=CH o'

COOM

ve kterém M znamená kationt typu RWHNY kde R¹, R², R³ je vodík, Ci až C6 alkyl, Cj až C6 cykloalkyl, anebo benzyl; s 2-merkapto-5-methyl-l,3,4-thiadiazolem v prostředí fosfátového pufru, při pH reakčního prostředí 5,0 až 6,4, s výhodou při pH 5,25 + 0,15 a při teplotě 40 až 80 °C, s výhodou při teplotě 60 až 63 °C.

Postup podle vynálezu se uskutečňuje tak, že 1,0 až 1,4 molu 2-merkapto-5-methyl-1,3,4-thiadiazolu se rozpustí v roztoku pufru, s výhodou ve fosfátovém pufru o počátečním pH 8,0 až 8,1, a ke vzniknutému roztoku se přidá 1,0 molu sloučeniny vzorce II.

Po rozpuštění surovin poklesne pH reakčního prostředí, v závislosti na počátečním pH, na hodnotu 5,0 až 6,4. Při použití fosfátového pufru s počátečním pH 8,0 až 8,1 poklesne pH na hodnotu 5,4.

Reakční roztok se zahřeje na teplotu 40 až 80 °C, s výhodou na teplotu 60 až 63 °C, a při této teplotě se udržuje až do ukončení reakce. Reakční doba se pohybuje, v závislosti na reakční teplotě, v rozmezí 2 až 8 hodin. Při reakční teplotě 60 až 63 °C je reakční doba 5,5 hod.

Po ukončení reakce se k roztoku přidá organické rozpouštědlo míchatelné s vodou, např. methanol, ethanol, tetrahydrofuran, Ν,Ν-dimethylformamid apod., s výhodou aceton a reakční směs se ještě za tepla okyselí silnou minerální kyselinou, s výhodou koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou, na pH 2,1 až 2,2.

Reakční směs se potom ochladí v průběhu 2 až 3 hodin na teplotu 20 °C. Produkt, který se začne z roztoku vylučovat při teplotě cca 50 °C, se po ochlazení na 20 °C odfiltruje, na filtru promyje destilovanou vodou, ethanolem a nakonec etherem.

Promytý produkt se vysuší do konstantní hmotnosti, s výhodou za vakua a při teplotě max. 40 °C. Sloučeninu vzorce I lze čistit krystalizací ze směsi voda—organické rozpouštědlo míchatelné s vodou, např. methanol, ethanol, dioxan, tetrahydrofuran, N,N242274

-dimethylformamid, s výhodou aceton, přičemž poměr mezi vodou a organickým rozpouštědlem je 1:1 až 1:5, s výhodou 1 : 4 při použití směsi voda—aceton.

Výhodnější způsob čištění sloučeniny vzorce I, při kterém nedochází k termickému namáhání čištěné sloučeniny, spočívá v rozpuštění znečištěné sloučeniny ve směsi N,N-dimethylformamid—methanol v poměru 1: : 1 až 2 : 1, vzniklý roztok se přečistí přídavkem vhodného sorbentu, např. bělicí hlinkou, aktivním uhlím apod., přefiltruje a z filtrátu se vyloučí přečištěná sloučenina vzorce I přídavkem dalších 2 až 6 dílů methanolu, odfiltruje a vysuší, s výhodou za vakua.

Výhodou postupu podle vynálezu je, že ve srovnání s doposud používanými postupy se při reakci vychází z amoniové, resp. substituované amoniové soli 7-[ (lH-tetrazol-1-yl j-acetamido]-3-acetoxymethyl-3-cefem-4-karboxylové kyseliny (sloučenina vzorce II), která se připraví podle známých postupů (např. autorské osvědčení č. 239 416) a izoluje se přímo z reakční směsi, není tedy nutné předběžně připravovat volnou kyselinu, resp. její sodnou sůl, které se používají jako vstupní suroviny při jiných postupech nukleofilní substituce.

Postup podle vynálezu dále umožňuje, při dosažení stejných reakčních výtěžků a lepší kvality produktu, použít mnohem jednodušší způsob izolace, kdy produkt (sloučenina vzorce lj se izoluje přímo z reakční směsi, po přidání organického rozpouštědla míchatelného s vodou a následným okyselením roztoku.

Důsledkem tohoto postupu je technologie s minimální tvorbou odpadů, protože se obešly extrakce produktu do ethylacetátu, které jsou náročné jak z hlediska technologického, tak i z hlediska tvorby odpadních vod. Po okyselení se produkt, který je v reakční směsi prakticky nerozpustný, odfiltruje, zatímco nečistoty zůstávají v roztoku. Před dalším zpracováním není nutné takto izolovaný produkt dále čistit.

Dále je předmět vynálezu popsaný na příkladech, které blíže popisují některé možnosti přípravy a čištění sloučeniny vzorce I, aniž by rozsah vynálezu jakkoliv omezovaly.

Příklad 1

Do 1 1 odměrné baňky se naváží 9,07 g dihydrogenfosforečnanu draselného (KH2PO4}, rozpustí se v destilované vodě a roztok se doplní po značku — připraví se tak zásobní roztok A.

Do 2 1 odměrné baňky se naváží 23,20 g hydrogenfosforečnanu draselného (K2HPO4), rozpustí se v destilované vodě a roztok se doplní po značku — připraví se tak zásobní roztok B.

Do 2,5 1 trojhrdlé baňky, vybavené míchadlem, teploměrem a zpětným chladičem, se odměří 1 520 ml zásobního roztoku B a přidá se tolik zásobního roztokuA, aby pH roztoku po smíchání bylo 8,0 až 8,1. Přibližná spotřeba roztoku A je 80 ml. Obsah baňky se za míchání zahřeje na 60 až 63 °C a při této teplotě se v roztoku rozpustí 30,6 g (0,232 molj 2-merkapto-5-methyl-l,3,4-thiadiazolu a potom 96,8 g (0,200 molj triethylamoniové soli 7-[(lH-tetrazol-l-yl)-acetamidoj-3-acetoxymethyl-3-cefem-4-karboxylové kyseliny.

Po rozpuštění surovin poklesne pH roztoku na cca 5,4. Reakční směs se míchá při teplotě 60 až 63 °C po dobu 5,5 h. K roztoku se potom přidá 200 ml acetonu a při teplotě 55 až 60 °C se roztok okyselí koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou na pH 2,1 až 2,2 (přibližná spotřeba kyseliny je 35 až 37 mililitrů).

Po okyselení se roztok dále míchá a 0chladí se v průběhu 2 h na teplotu 20 °C. V průběhu chlazení, při teplotě asi 50 °C se začne z roztoku vylučovat produkt. Po 0chlazení na 20 °C se produkt odfiltruje, promyje na filtru 2X 100 ml destilované vody, 2X 100 ml ethanolu (99,8 %) a nakonec 2 X 50 ml sušeného etheru.

Promytý a dobře odsátý produkt se vysuší do konstantní hmotnosti, nejlépe za vakua a při teplotě max. 40 °C. Získá se cca 50 g (55 %] sloučeniny vzorce I, která má teplotu tání 189 až 190 °C (za rozkladu). Pro C14H14N8O4S3 (m. H. 454,51 g . mol^-1) vypočteno:

37,00 % C, 3,10 % H, 24,66 % N,

14,08 % O, 21,17 % S;

nalezeno:

27,3 % C, 3,4 °/o H, 24,3 % N, 13,9 % O; 21,2 % S.

IČ spektrum sloučeniny vzorce I v nujolové suspenzi vykazuje charakteristické pásy při 3 280 cm^-1 [—NH-), 3-140 a 3 075 centimetrů^-1 (tetrazolový kruh —N = N— a —C = N—), 1770, 1715 a 1550 cm^-1 (C = O laktónu, kyseliny, amidu I a amidu II j.

Čistota připravené sloučeniny vzorce I:

Absorbance 1 g sloučeniny vzorce I rozpuštěné v 10 ml 0,5 mol/1 roztoku hydrogenuhličitanu sodného, měřená při 400 nm byla 0,16. Obsah stanovený metodou kapalinové chromatografie (LCj byl 98,7 %. Příklad 2

Postupuje se- stejně jako v příkladu 1, s tím rozdílem, že po rozpuštění 2-merkapto-5-methyl-l,3,4-thiadiazolu v pufru se k roztoku přidalo 0,2 mol diizopropylamoniové soli sloučeniny vzorce II a po ukončení reakce se k reakční směsi přidalo 280 ml tetrahydrofuranu.

Další postup izolace je opět shodný s po24 2 7 stupem v příkladu 1. Získalo se 46,4 g (51 procent) sloučeniny vzorce I. Struktura byla potvrzena teplotou tání, elementární analýzou a IČ spektroskopií. Absorbance (stanovená stejně jako v příkladu 1) byla 0,22 a obsah LC byl 95,5 °/o.

Příklad 3

Postupuje se stejně jako v příkladu 1, s tím rozdílem, že po rozpuštění 2-merkapto-5-methyl-l,3,4-thiadiazolu v pufru se k roztoku přidalo 0,2 mol N,N-dimethylbenzylamoniové soli sloučeniny vzorce II a po uplynutí reakční doby se k roztoku přidalo 250 ml methanolu.

Další postup izolace je shodný s příkladem 1. Získalo se 42,7 g (47 %) sloučeniny vzorce I. Struktura byla opět potvrzena teplotou tání, elementární analýzou a IČ spektroskopií. Absorbance (stanovená stejně jako v příkladu 1) byla 0,27. Obsah LC byl 95,1 %.

Příklad 4

Ve 2 1 baňce s míchadlem se 400 g znečiš74 těné sloučeniny vzorce I (s výchozí absorbancí 0,62 a obsahem LC 93,7 %) rozpustilo ve směsi 600 ml N,N-dimethylformamidu a 600 ml methanolu. Po vyčiření roztoku se přidalo 5 g aktivního uhlí, směs se míchala 10 minut a pak se přefiltrovala do 5 1 kádinky. K filtrátu se přidalo dalších 1 800 ml methanolu, roztok se promíchal, ochladil na 5 °C a při této teplotě se nechal stát 5 hodin.

Vyloučená přečištěná sloučenina vzorce I se potom odfiltrovala, na filtru promyla 2X 200 ml ethanolu (99,8 %) a nakonec 2X 200 ml sušeného etheru. Po vakuovém vysušení při teplotě max. 40 °C se získalo 324 g (81 °/oj přečištěné sloučeniny vzorce I.

Struktura byla opět potvrzena teplotou tání, elementární analýzou a IČ spektroskopií.

Čistota: absorbance (stanovena stejně jako v příkladu lj byla 0,35 a obsah LC byl 97,25 %.

Claims (6)

1. PŘEDMĚT

   1. Způsob přípravy 7-[ (lH-tetrazol-l-ylj-acetamido ] -3- [ (5-methyl-l,3,4-thiadiazolHNÁLEZU

   -2-yl) -thiomethyl j -3-cef em-4-karhoxylové kyseliny vzorce I,

   N-CHsCO-NH

   X ²

   N=CH (D vyznačující se tím, že 1 molární díl soli 7- [ (lH-tetrazol-l-yl) -acetamido ] -3-acetoxymethyl-3-cefem-4-karboxylové kyseliny všeobecného vzorce II, | n-ch^co-nhN-CH O

   C^O-CO-CHj

   COOM ve kterém M znamená amoniový, resp. substituovaný amoniový kationt typu

   R¹R²R³HN⁺, kde R¹, R², R³ je vodík, Ci až C6 alkyl, Č3 až Ce cykloalkyl nebo henzyl, reaguje s 1,0 až 1,4 molárními díly 2-merkapto-5-methyl()

   -1,2,4-thiadiazolu v prostředí fosfátového pufru, při pH 5,0 až 6,4, při teplotě 40 až 80 °C, po dobu 2 až 8 hodin a výsledná sloučenina vzorce I se z roztoku izoluje přidáním organického rozpouštědla míchatelného s vodou, okyselením silnou minerální kyselinou na pH 2,1 až 2,2, pozvolným ochla242274 zením roztoku, filtrací, vysušením, s výhodou za vakua, s případným přečištěním.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že reakce se s výhodou uskutečňuje v prostředí fosfátového pufru při pH 5,25 + + 0,15.
3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že reakce se s výhodou uskutečňuje při teplotě 60 až 63 °C, při reakční době 5,5 hodiny.
4. 4. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že jako organické rozpouštědlo míchatelné s vodou, které se přidává k reakční směsi před okyselením, se použije methanol, ethanol, tetrahydrofuran, N,N-dimethylformamid, dimethylsulfoxid, dioxan, s výhodou aceton.
5. 5. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že jako silná minerální kyselina, vhodná na okyselení reakční směsi, se použije kyselina sírová, kyselina fosforečná, kyselina bromovodíková nebo kyselina chlorovodíková.
6. 6. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že sloučenina vzorce I se přečistí postupem bez tepelného namáhání tak, že zmíněná sloučenina se rozpustí ve směsi N,N-dimethylformamid—methanol, v poměru 1:1 až 2:1, vzniklý roztok se přečistí vhodným sorbentem, např. bělicí hlinkou, aktivním uhlím apod., přefiltruje a z filtrátu se vyloučí přečištěná sloučenina vzorce I přídavkem dalších 3 až 6 dílů methanolu, odfiltruje a vysuší.