DD200300A5

DD200300A5 - Verfahren zur herstellung bicyclischer 1-oxa-beta-lactamantibiotika

Info

Publication number: DD200300A5
Application number: DD81233360A
Authority: DD
Inventors: Allen S Katner
Original assignee: Lilly Co Eli
Priority date: 1980-09-17
Filing date: 1981-09-17
Publication date: 1983-04-13
Also published as: AU7528181A; RO82035A; BG35044A3; EP0048166A1; GB2084143B; DK411881A; PL233055A1; CA1174676A; KR830007663A; PL132040B1; YU222781A; JPS5781488A; ES8303419A1; PH16461A; ZA816227B; CS226441B2; RO82035B; SU1028249A3; US4301282A; HU184880B

Abstract

Verfahren zur Herstellung bicyclischer 1-Oxa-*-lactamantibiotika der Formel I, worin R fuer Alpha-Carboxybenzyl, alpha-Carboxy-substituiertesbenzyl, wie alpha-Carboxy-p-hydroxybenzyl, alpha-Carboxythienylmethyl oder alpha-Carboxyfurylmethyl steht und R&exp*! Wasserstoff oder Methoxy ist, und der pharmazeutisch unbedenklichen Salze hiervon durch Austausch des Halogens des entsprechenden 7-(alpha-Carboxy)acylamino-3-halogenmethyl-1-oxa-*-lactams durch 1-Cyanomethyl-1H-tetrazol-5-thiol. Die hierdurch erhaltenen Verbindungen stellen wertvolle Breitbandantibiotika dar, die sich zur Bekaempfung von Mikroorganismen eignen, welche Krankheitserreger fuer Mensch und Tier sind. Formel I

Description

Vertreter; Patentanwaltsbüro Berlin

Titel der Erfindung;

Verfahren zur Herstellung bicyclischer 1-Oxa-ß-lactam-

antibiotika

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung bicyclischer. 1-Oxa-ß-lactamantibiotika der allgemeinen Formel I

.1 j /

Imh-I—· _t!

<bn cn ,

_:t-CH_s-S^ ^ I

233360 8

worin R für alpha-Carboxybenzyl, alpha-Carboxy-substituiertesbenzyl, wie alpha-Carboxy-p-hydroxybenzyl, alpha-Carboxythienylmethyl oder alpha-Carboxyfurylmethyl steht und R° Wasserstoff oder Methoxy bedeutet, und der pharmazeutisch unbedenklichen Salze hiervon, und diese Verbindungen stellen Breitbandantibiotika dar, die sich zur Bekämpfung von Mikroorganismen eignen, welche Krankheitserreger für Mensch und Tier sind. Hergestellt werden diese Antibiotika, indem man das jeweilige Halogen des entsprechenden 7-(alpha-Carboxy)-acylamirio-3-halogenmethyl-i-oxa-ß-lactams durch 1-Cyanomethyl-1H-tetrazol-5-thiol austauscht.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Bicyclische ß-Lactamantibiotika, die dem Typ der obigen allgemeinen Formel angehören, bei denen ein 4-gliedriger ß-Lactamring mit einem 6~gliedrigen Oxazinring verschmolzen ist, werden bereits beschrieben in US-PS 4 138 486 und BE-PS 863 998. Hieraus ist unter anderem auch die 1-Oxa~ß-lactamverbindung bekannt, die in Stellung 3 des Oxazinrings durch 1-Methyl-iH-tetrazol-5-ylthiomethyl substituiert ist und in Stellung 7 eine Phenylmalonamidogruppe aufweist, und diese Verbindung hat die folgende Formel:

₁PY |

/ ν ι

DOH

Aufgabe der Erfindung:

Die obige Verbindung verfügt über eine besonders hohe antibakterielle Wirksamkeit, und Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung neuer ß-Lactamantibiotika dieser Art, die

sich durch eine noch bessere antibiotische Wirksamkeit auszeichnen.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Die obige Aufgabe wird nun erfindungsgemäß durch die eingangs erwähnten bicyclischen 1-Oxa-ß-lactamantibiotika der allgemeinen Formel I gelöst. Diese Verbindungen sind mit den in obigem Stand der Technik beschriebenen Verbindungen zwar verwandt f unterscheiden sich von diesen jedoch strukturell im wesentlichen dadurch, daß sie in Stellung 3 des 6-gliedrigen Oxazinrings einen durch Cyanomethyl substituierten Tetrazolrest enthalten.

Im einzelnen wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung bicyclischer 1-0xa-ßlactamantibiotika der allgemeinen Formel I

_RL·

f /

N N

Ii ι!

L_A ^i-CH —5—3» ^ </ \/ ² V

CH

COR' -' "⁰^

worin R für eine alpha-carboxysubstituierte Arylmethylgruppe der allgemeinen Formeln

?. 3 3 3 6 O 8

\ y COOR₁ oder

iOOR

steht, worin

R¹ Wasserstoff, Hydroxy, geschütztes Hydroxy, Acetoxy, C₁-C₃ Alkyl oder Halogen ist,

R° für Wasserstoff oder Methoxy steht,

R₁ und R₁' Wasserstoff oder eine Carboxyschutzgruppe bedeuten und, falls R₁ und R₁ ¹ Wasserstoff sind, der pharmazeutisch unbedenklichen Salze hiervon,

das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel II

\ f Λ

i—Ί i-CHa-X

00R1

worin X Chlor, Brom oder Iod ist,

R° Wasserstoff oder Methoxy bedeutet,

R₁ für eine carbonsäureschützende Estergruppe steht und

-s- 077

R₂ eine von einer Carbonsäure abgeleitete Acylgruppe bedeutet,

mit der Maßgabe eines vorherigen Schutzes von Amino-, Hydroxy- oder Carboxygruppen am Substituenten R- durch herkömmliche Amino-, Hydroxy- oder CarboxySchutzgruppen,

mit einem i-Cyanomethyl-IH-tetrazol-5-thiol der Formel III

ti

III

in einem inerten Lösungsmittel umsetzt.

Unter C,-C₃ Alkyl wird in obigen Formeln Methyl, Ethyl, n-Propyl oder Isopropyl verstanden, während unter Halogen Brom, Chlor oder Fluor gemeint ist.

Unter carbonsäureschützenden Gruppen werden Estergruppen verstanden ,, wie sie zum Schutz der Carboxylgruppe bei ß-Lactamantibiotika üblich sind, und hierzu gehören Halogenalkylgruppen_f wie 2,2,2-Trichlorethyl, 2,2,2-Tribromethyl oder 2-Iodethyl, Ärylalkylgruppen und substituierte Arylalky!gruppen, wie Benzyl, Halogenbenzyl, p-Methoxybenzyl, p-Nitrobenzyl, Dipheny!methyl oder 4,4'-Dirnethoxydipheny!methyl, Phenacylgruppen und substituierte Phenacylgruppen, wie Chlorphenacyl, Bromphenacyl, .Methylphenacy.l oder Nitrophenacyl, . oder Tri- [ alkylsilylgruppen, wie Trimethylsilyl. Die erfindungsgeraäß bevorzugten CarboxylSchutzgruppen sind Dipheny!methyl (Benzhydryl) und p-Methoxybenzyl.

Die /\ngabe geschütztes Hydroxy bezieht sich auf den vorübergehenden Schutz der phenolischen Hydroxylgruppe mit einer her-

2 3 3 3 6 0 8

kömmlichen Phenolschutzgruppe, beispielsweise mit Niederalkanoyl, wie Acetyl oder Propionyl, alpha-Halogenalkanoyl, wie Chloracetyl, Trifluoracetyl oder Trichloracetyl, Alkoxycarbonyl oder Ärylalkoxycarbonyl, wie t-Butyloxycarbonyl, 2,2,2-Trichlorethoxycarbonyl, Benzyloxycarbonyl/ p-Nitrobenzyloxycarbonyl oder Diphenylmethoxycarbonyl, oder Arylalkyl, wie Benzyl,. Diphenylmethyl oder Trityl«, Eine bevorzugte Hydroxylschutzgruppe ist die Tetrahydropyrany!gruppe. Eine weitere bevorzugte Hydroxylschutzgruppe stellt die Tritylschutzgruppe dar.

Die Funktion der Carboxyl™ und Hydroxylschutzgruppen dient einer Blockierung dieser ansonsten reaktionsfähigen Gruppen während der Synthese der Verbindungen der allgemeinen Formel I zum Schutz gegenüber unerwünschten Reaktionen.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Verbindungen der allgemeinen Formel I sind Dicarbonsäuren (R₁ und R₁' = H), welche mit geeigneten anorganischen und organischen. Basen Salze bilden können. Zu solchen Salzen gehören die pharmazeutisch unbedenklichen nichttoxischen Salze, wie die Natrium-, Kalium-, Calcium-, Ammonium-, Cyclohexylammonium-, Dicyclohexylarnmonium-, Dibenzylammonium-, Monoethano!ammonium-, Diethanolammonium- oder Procainsalze. Diese Salze werden mit der jeweiligen Dicarbonsäure unter Anwendung von Verfahren gebildet, wie sie zur Herstellung von Carbonsäuresalzen üblich sind. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise eine Lösung; der jeweiligen Dicarbonsäure in einem organischen Lösungsmittel mit einer wäßrigen Lösung einer Base, wie Natriumhydroxid oder Natriumcarbonat, extrahieren und den Extrakt dann zur Trockne eindampfen oder lyophilisieren, wodurch man zum gewünschten Salz in Form eines Pulvers gelangt. Das Ammoniumsalz läßt sich herstellen, indem man eine Lösung der Dicarbonsäure in einem wäßrigen organischen Lösungsmittel mit Ammoniumhydroxid versetzt. Aminsalze lassen sich bilden,

indem man zwei Äquivalente des jeweiligen Amins oder einen leichten Überschuß hiervon zu einer Lösung der Dicarbonsäure in einem praktisch wasserfreien organischen Lösungsmittel gibt.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I werden nach dem ACS-Nomenklatursystem formell als 5-Oxa-1-azabicyclo/_4-2° 0/oct-2-en-2-carbonsäuren bezeichnet. Hiernach bezeichnet man beispielsweise eine Verbindung der allgemeinen Formel I, falls R für alpha-Carboxybenzyl steht, R° Methoxy ist und R₁ Wasserstoff bedeutet, als 7ß-///Carboxy (phenyl}acetyl/acetyl·/-amino_/-7-methoxy-8-oxo-3-_J///1-cyanomethyl-1H~tetrazo-5-y3_l/-thio/methyl/~5-oxa-1-azabicyclo//^·2'0/oct-2-en-2-carbonsäure.

Der Einfachheit halber werden die Verbindungen der allgemeinen Formel I vorliegend jedoch willkürlich als 1-0xa-ß-lactame bezeichnet, und diese Bezeichnung bezieht sich auf den Kern der folgenden Formel

hV

Die Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel I erfolgt durch Umsetzung eines T-Acylamino-S-halogerimethyl-1-oxa-ß-lactams als Diester mit 1-Cyanomethyl-1H~tetrazol-5-thiql nach folgendem Reaktionsschema:

233360

R-C

:—ήη-

Π J

—CHs-X

!0ORi

CHs-C=M

Hierin haben die Substituenten R und R° die gleichen Bedeutungen wie bei der allgemeinen Formel I_f wobei R₁ eine Estergruppe der bei Formel I angegebenen Art ist und X für Chlor, Brom oder Iod steht.

Die Umsetzung wird in einem inerten Lösungsmittel bei Temperaturen zwischen etwa 15 und 55°C durchgeführt, obwohl auch etwas höhere Temperaturen bis zu etwa 70⁰C zulässig sind. Ein Überschuß des Tetrazolthiols in Salzform, beispielsweise in Form des Natriumsalzes, wird zu einer Lösung des 3-Halog.enmethyl-1.-oxa-ß-lactams in einem wäßrigen organischen Lösungsmittel gegeben, das ein Säurebindemittel enthält. Vorzugsweise wird die Umsetzung in einem Reaktionsgemisch aus zwei Phasen durchgeführt, das besteht aus einem inerten und mit Wasser nichtmischbaren organischen Lösungsmittel, bei>spielsweise einem Halogenkohlenwasserstoff, wie Methylenchlorid, Dichlörethan oder Trichlorethan, und aus einer wäßrigen Lösung von 1-Cyanomethyl-1H~tetrazol-5-thiolnatrium, die über-

schüssiges Natriumhydroxid enthält. Zur Erleichterung der Umsetzung versetzt man das Reaktionsgemisch mit einem quaternären Ammoniumhalogenid/ beispielsweise einem Tetraalkylammoniumhalogenid, wie Tetra-n-butylarnmoniumchlorid. Die Umsetzung in dem zweiphasigen System wird zweckmäßigerweise bei oder in der Nähe von Raumtemperatur durchgeführt.

Das als Ausgangsmaterial benötigte 7-Acylamino-3-halogenmethyl-1-oxa-ß~Iactarn kann nach dem aus BE-PS 863 998 bekannten Verfahren hergestellt werden. Eins der darin beschriebenen 7-Acylamino-3-chlormethyl-1--oxa-ß-lactame ist beispielsweise der 7-(p-Toluamido)-3-chlormethylester. Diese Verbindung läßt sich nach dem aus US-PS 3 697 515 hervorgehenden zweistufigen Verfahren N-deacylieren, indem man mit Phosphorpentachlorid in einem inerten Lösungsmittel zuerst ein Iminohalogenid bildet und dieses Iminohalogenid dann durch Behandlung mit einem Alkohol, wie Methylalkohol oder Isöbutylalkohol, in den entsprechenden Iminoether überführt. Durch abschließende Hydrolyse dieses Iminoethers unter milden Bedingungen gelangt man zum 7-Amino-3-chlormethyl-1~oxaester.

Wahlweise kann man den 7-Acylamino~3~halogenmethyl-1~oxa~ ester auch nach dem aus US-PS 4 211 702 hervorgehenden Verfahren N~deacylieren.

Im Anschluß daran.wird der 7~Amino-3~chlormethyl~1-oxaester an.der 7-Aminogruppe mit der gewünschten Phenylmalonsäure, Thienylmalonsäure oder Furylmalonsäure acyliert, wobei eine der vorhandenen Carbonsäuregruppen durch eine leicht abspa.ltbare Carboxylschutzgruppe geschützt ist. Die verbleibende . freie Carbonsäuregruppe wird dann zur N-Acylierung in ein aktives Derivat überführt, Beispiele für hierzu geeignete aktive Derivate sind die gemischten Anhydride, wie' sie mit Methyl- oder Isobutylchlorformiat gebildet werden, oder der mit Hydroxybenzotriazol (HBT) entstehende aktive Ester.

Wahlweise können die Verbindungen der allgemeinen Formel I auch hergestellt werden, indem man einen 3-Chlormethyl-7-acylamino-1-oxa-ß-lactamester gemäß BE-PS 863 998 mit 1-Cyanomethyl-iH-tetrazol-5-thiol umsetzt und so zur entsprechenden Verbindung gelangt, die in Stellung 3 durch 1-Cyanomethyl~iH-tetrazol-5-ylthiomethyl substituiert ist. Die N-Deacylierung dieser Verbindung nach den oben beschriebenen Verfahren führt dann zum 7-Amino-3-(1-cyanomethyl-IH-tetrazol-5-ylthiomethyl)-1-oxa-ß-lactamester. Durch abschließende Acylierung dieser Verbindung mit dem oben beschriebenen jeweiligen Arylmalonsäurehalbester gelangt man zur gewünschten Verbindung der allgemeinen Formel I.

Wahlweise lassen sich die Verbindungen der allgemeinen Formel I auch nach den aus US-PS 4 138 486 bekannten Verfahren herstellen. Durch Verwendung von 1-Cyanomethyl-IH-tetrazol-5-thiol anstelle der danach anzuwendenden heterocyclischen Thiole gelangt man zu den Verbindungen der allgemeinen Formel I.

Zu Verbindungen der allgemeinen Formel I, die sich nach dem vorliegenden Verfahren herstellen lassen, gehören unter anderem folgende:

R R Rt

a-Carboxybenzyl

α-Carboxy-4-hydroxybenzy1 et- Car boxy- 4 -hydroxy benzyl ü-Carboxy-4-hydroxybenzyl

a-(p-Methoxybenzyloxycarbonyl)-4-hydroxybenzyl a-Carboxy-4-chlorobenzyl a-Carboxy-4-chlorobenzyl a~Carboxy-3-chlorobenzy1 α-Car boxy--3 -hydroxybenzyl

OCH₃	H
OCH₃	H
OCH₃.	. · Na
H .	' · H ' ·
OCH₃	Diphenylmethyl
OCH₃	K
H	H
OCH₃	H
OCH,	H

333

a-Carboxy-3-hydroxybenzyl H H

a-Carboxy-4-acetoxybenzyl ^0CH3 ^H

a-Carboxy-4-methylbenzyl H K

a-Carboxy-4-methylbenzyl ^0CH3 ^Na

a-Carboxy-3-acetoxybenzyl ^0CH3 ^K

a-Carboxy-2-thienylmethyl ^0CH3 ^H

a-Carboxy-2-thieny!methyl K H

a-Carboxy-3-thier.y !methyl H H

a-Oarboxy-3-thienylmethyl OCH₃ H

a-Carboxy-2-furylmethyl OCH_ . H

Zu bevorzugten erfindungsgemäßen Verbindungen gehören diejenigen der folgenden allgemeinen Formel

* γ Y

v;orin R¹ Wasserstoff, Hydroxy oder Acetoxy ist.

Eine besonders bevorzugte erfindungsgemäße Verbindung ist die Verbindung der folgenden Formel

\=</ COOH }·—k i—CHa-5-β,

OOH

CHsC=N

- 233 360 8

Das an der Hydroxylgruppe und der Carboxylgruppe geschützte Zwischenprodukt, aus dem die obige bevorzugte Verbindung hergestellt wird, stellt ebenfalls eine bevorzugte erfindungsgemäße Verbindung dar und hat die folgende Formel

CHsCI-N

worin pMB für p-Methoxybenzyl steht und DPM Diphenylmethyl bedeutet.

Die obige bevorzugte Verbindung (freie Säure) wird formell als 7ß-//Carboxy (4-hydroxyphenyl) acetyj-ZamihoZ-Talpha-methoxy-8-oxo-3-///1~cyanomethyl-1H-tetrazol-5~yl/thio/methyl/-5-oxa-1-azabicyclo//!· 2· ()/oct=2-en-2-carbonsäure bezeichnet.

Zur Herstellung der obigen bevorzugten Verbindung, worin R¹ für p-Hydroxy steht, geht man aus von einem veresterten und hydroxygeschützten Derivat des 3~Halogenmethyl-1-oxa-ß-lactams der Formel

/ y*—CH-C-NH f ¥ >

,^e=^^S.· , COOoPB > iV.

lOODFM

Diese geschützte 3-Halogenmethylverbindung wird nach dem oben beschriebenen Verfahren zuerst in einer basischen wäßri-

gen Lösung von i-Cyanomethyl-IH-tetrazol-5-th.iol in Methylenchlorid umgesetzt. Das zweiphasige Reaktionsgemisch enthält das quaternäre Salz Tetra-n-butylammoniumchlorid. Das hierdurch erhaltene Zwischenprodukt, nämlich das durch 3-(1-Cyanomethyl-1H-tetrazol-5-yl)thiomethyl substituierte Derivat, wird zur Abspaltung der Tetrahydropyranhydroxylschutzgruppe bei 0⁰C mit Chlorwasserstoff in Aceton umgesetzt, wodurch man zum veresterten Zwischenprodukt der Formel

icOpMB J· Jl ^i-CKa-5—\

COCCP

OCCPM

gelangt.

Zur Esterspaltung wird der obige Diester dann bei etwa 10⁰C in Anisol mit überschüssigem Aluminiumchlorid umgesetzt. Die hierdurch erhaltene Disäure wird am besten durch Hochleistungschroinatographie mittels Umkehrphasensilxcagel unter Verwendung eines Gemisches aus 12 % Acetonitril, 2 % Essigsäure und 86 % Wasser gereinigt.

Die stereochemische Konfiguration der erfindungsgemäßen 1-0xaß-lactamantibiotikä ist die gleiche wie die der in US-PS 4 138 486 und BE-PS .863 998 beschriebenen Verbindungen. Die in; Stellung 7 befindliche Seitenkette hat die ß-Kpnfiguration, während der in Stellung 7 befindliche Methoxysubstituent (R°~0CH₃) die alpha-Konfiguration aufweist. Die Ringverbindung der beiden bicyclischen Ringe ist wie folgt;

Γ /Λ/

-»- 233360 8

Das asymmetrische Kohlenstoffatom in der in Stellung 7 befindlichen Seitenkette hat vorzugsweise die D-Konfiguration, obwohl Mischungen aus den D- und L-Konfigurationen über ein hohes Ausmaß an antibakterieller Wirksamkeit verfügen.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen (Formel I, R₁=R₁=H) hemmen das Wachstum von Mikroorganismen, welche Krankheitserreger für Mensch und Tier sind. Sie eignen sich in Form der freien Säuren oder der entsprechenden Salze zur Bekämpfung und Behandlung von Infektionen, welche durch gramposi;tive und gramnegative Mikroorganismen hervorgerufen werden, wenn sie parenteral verabreicht werden. Die Verbindungen können in zur Injektion geeigneten Dosierungseinheiten formuliert sein, oder sie können auch verschiedenen, für intravenöse Verabreichungen geeigneten Flüssigkeiten zugesetzt werden, beispielsweise Salzlösungen oder Dextroselösungen, um sie auf diese Weise intravenös als Tropflösungen zu verabfolgen.

Aus der folgenden Tabelle I gehen die minimalen Hemmkonzentrationen für ein bevorzugtes erfindungsgemäßes 1-Oxa-ß-lactarn gegenüber einer Reihe von Mikroorganismen hervor, und. zwar bestimmt nach der sogenannten Agarverdünnungsmethode.

23336

Tabelle I

Antibakterielle Wirksamkeit

7ß-/dl-/Carboxy(4-hydroxyphenyl)acetylVamino/-7alpha~methoxy-8-oxo-3-///1-cyanomethyl-1H-tetra2ol"^5"yl/thio/methyl/-5-oxa-1-azabicyclo//!· 2 •0/oct-2-en~2-carbonsäure

Organismus

Staphlococcus aureus Staphlococcus aureus Staphlococcus auretis Staphlococcus aureus Staphlococcus eoidermidis Staphlococcus epiderir.idis Streptococcus Group A Streptococcus group D Streptococcus group D Haemophilus influenzae Haemophilus influenzae Shigella sonnei Escherichia coli Escherichia coli Escherichia coli Klebsiella sp, Klebsiella sp. Enterobacter aerogeiies •Efiterobacter aerogenes Enterobacter aerogenes Enterobacter cloacae

Stamm

Minimale Kemmkonzentration (mcg/ml)

Xi. 1	8
V41	. 16
X4 00	64
S13E	32
EPIl	64
EPI2	128
C203	2
X66	M28
9960	>128
BRUN¹	32
251²	64
N 9	0_f125
NlO	1
EC14	0_r125
TEM	0_r125
X26	0_r25
KAE.	16
X68	0_f25
C32' ' .	. . 0,25
S317	125
EB5	O.,5

233360 8

Tabelle I (Fortsetzung)

265A	16
X514	8
1335	8
X528	16
X239	16
Psl8	32
X99	0,25
X9S	0,25
SE 3	8
PR15	8
Pr33	0,125
C24	0,125
PR7	16
CF17	16
16	32

Enterobacter. cloacae Salmonella sp

Salmonella sp

Pseudornonas aeruginosa Pseudomonas aeruginosa Pseudoinonas aeruginosa Serratia marcescens Serratia marcescens Serratia marcescens Proteus morganii Proteus inconst'ans Proteus rettgeri Proteus rettgeri Citrobacter freur.dii Bordecella bronchoseptica

1 = Empfindlicher Stamm

2 = Resistenter Stamm

Das oben verwendete 1-Cyanomethyl~1H-tetrazol-5-thiol wird wie folgt hergestellt:

Man erhitzt Ethylazidoacetat mit überschüssigem Cyanogenchlorid "auf etwa 125°C,.wodurch man zu 5-Chlor-iH-tetrazol-i-yl-.acetat in Form eines kristallinen Feststoffs gelangt. Dieses. Produkt wird dann in das 5-Thioi umgewandelt, indem man das 5-Chlo.rtetrazol mit Natrxumhydrosulfid in einem organischen Lösungsmittel, wie Ethylalkohol, erhitzt. Die Umsetzung wird . am besten bei Rückflußtemperatur in Ethylalkohol über eine Zeitdauer von etwa 20 bis 24 Stunden durchgeführt. Die Gewinnung des Thiols erfolgt durch Einengung des Reaktionsgemisches und Extrahieren des Konzentrats mit einem organischen

Lösungsmittel, wie Ethylacetat.

Das hierdurch erhaltene Ethyl-5-thiol-IH-tetrazol-i-ylacetat wird dann in das entsprechende Amid überführt, indem man den 5-Thiolester in einem Gemisch aus konzentriertem Ammoniumhydroxid, Ammoniumchlorid und Ethylalkohol erhitzt. Das Amid wird in Form des Ammoniumsalzes gewonnen. Anschließend wird dieses Amid, nämlich das 5-Thiol~iH-tetrazol-1-ylacetamid~ ammoniumsalz, zum i-Cyanomethyl-IH-tetrazol-5-thiol dehydratisiert. Die Dehydratisierung dieses Amids wird durchgeführt, indem man eine Lösung des Amids in einem inerten organischen Lösungsmittel mit einem Dehydratisierungsmittel in Gegenwart eines Halogenwasserstoffakzeptors erhitzt.

Die in der letzten Stufe des Reaktionsschemas ablaufende Dehydratisierung des Amids kann in einem inerten organischen Lösungsmittel durchgeführt v/erden, beispielsweise einem Halogenkohlenwasserstoff, wie Methylenchlorid oder Chloroform, einem Dichloretlian oder einem Trichlorethan, wie 1 ,2-Dichlorethan oder 1,1,2-Trichlorethan.

Zu Dehydratisierungsmitteln, die sich zur Herstellung des 1-Cyanomethyltetrazols verwenden lassen_r gehören Phosphoroxychlorid, Phosphorpentachlorid, Phosphorpentoxid oder Thionylchlorid» Phosphoro'xychlorid wird als Dehydratisierungsmittel bevorzugt.

Die Herstellung des Cyanomethyltetrazol-5~-thiols. geht aus . folgendem Reaktionsschema hervor:

233 3 60

CHaCCOCeHs	• ΜΡΓ¹!	\	CHzC	CHaCOXaHs	QOCaHs
		/	2
1 + NaSH -
	\	H-S-*,
/

_2twuOH__N- „;;t

,H2CGNH2

3 + POCi₃ ~

Äusführungsbeispiele;

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

7 ß~7dl -/Carboxy (4-hydroxyphenyl).acetyl·/amino/-7alpha-Inethoxy-8-oxo-3-///1-cyanomethyl-1H-tetrazol-5-yl_L/-thio/methy3_i/-.5~oxa-1 -azabicyclo/4 · 2j^_/oct-2-o.n-2-carbonsäure

Eine Lösung von 1,62 g (2 roMol) 7ß-/dl-/4-Methoxybenzyloxycarbonyl (4-tetrahydropyran-2-yloxyphenyl)acety2₁/arainp_/-7alphamethoxy-8-oxo~3~(chlormethyl)-5-oxa-1-azabicyclo/4*2· iO/oct-2-en-2-carbonsäurediphenylmethylester in 12 ml Methylenchlorid,

23336

die 200 mg Tetra-n-butylammoniumchlorid enthält, gibt man zu einer Lösung von 366 mg (2,6 mMol) 1-Cyanomethyl-IH-tetrazol-5-thiol in 4 ml 0,5-normalem Natriumhydroxid und 4 ml Wasser. Das zweiphasige Reaktionsgemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, worauf man die organische Schicht abtrennt und über wasserfreiem Natriumsulfat trocknet. Sodann wird die getrocknete organische Schicht über einem etwa 5 cm starken Silicagelbett in einem Büchner-Trichter chromatographiert, wobei man zur Elution zuerst 400.ml eines Gemisches von 25 % Ethylacetat in Methylenchlorid (Volumen) verwendet. Das mit diesem Eluiermittel eluierte Produkt wird dann zur Trockne eingedampft. Auf diese Weise gelangt man zu 1,15 g des Produkts der folgenden Formel

⁰ COOpMB

.00OPM

CHsC=N

Im Anschluß daran spaltet man von diesem Produkt die Tetrahydropyranschutzgruppe wie folgt abs

Eine Lösung von 1,1 g (1,2 mMol) des obigen Produkts in 12 ml Aceton wird unter Kühlen in einem Eisbad auf etwa 0⁰C mit 0,2 inl konzentrierter Chlorwasserstoff säure versetzt. Die Lösung wird 15 Minuten in der Kälte gerührt und dann zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird in .Methylenchlorid gelöst, worauf man die Lösung mit Wasser sowie Kochsalzlösung wäscht und dann über Natriumsulfat "trocknet. Anschließend wird die getrocknete Lösung zur Trockne eingedampft. Das auf diese' Weise in Form von 0,95 g eines rötlichen Schaums erhaltene Produkt hat folgende Formel

-^M- 2333 60 8

ho-.; S

SCH, Λ

CWpNB y~\ /-^A^¹

CHaCZN

Das obige Produkt wird dann zur Esterspaltung wie folgt weiter verarbeitet: ' '.

Unter Zuhilfenahme einer Beschallung löst man eine Lösung von 0,95 g (1,14 mMol) des obigen Produkts in 10 ml Anisol unter Stickstoffatmosphäre und kühlt die Lösung dann in einem Eis-Ethylalkohol-Bad auf -10⁰C. Anschließend wird die gekühlte Lösung über eine Zeitdauer von 10 Minuten tropfenweise langsam mit einer Lösung von 600 mg Aluminiuitichlorid (4,5 mMol) in 3 ml Anisol versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 1 Stunde bei -10⁰C gerührt, worauf man es unter Erwärmung auf Raumtemperatur noch 1 Stunde weiter rührt. Unter Rühren versetzt man das abgeschreckte Reaktionsgemisch hierauf mit einer Lösung aus 8 ml Ethylacetat, 4 ml Wasser und 0,13 ml konzentrierter Chlorwasserstoffsäure. Es bildet sich ein unlöslicher Produktklumpen, der durch Zusatz von Aceton in Lösung gebracht wird. Die organische Schicht wird abgetrennt und unter verringertem Druck zur Trockne eingedampft. Das hierdurch in Form .einer rohen gummiartigen Masse erhaltene Produkt wird in Ethylacetat gelöst und die Lösung mit Wasser sowie Kochsalzlösung gewaschen. Die Lösung wird mit frischem Wasser versetzt und mit-" tels 5-normalem Natriumhydroxid, auf pH'7,4 eingestellt. Die. ' wäßrige Schicht, welche das Dinatriumsalz des von Estergruppen befreiten Produkts enthält, wird zweimal mit jeweils 50 ml Ethylacetat gewaschen. Die wäßrige basische Lösung wird mit frischem Ethylacetat versetzt und unter kraftigem Rühren durch Zusatz von 20 %-iger Chlorwasserstoffsäure auf pH 2,3 eingestellt. Die Ethylacetatschicht wird abgetrennt, mit Kochsalz-

23336

lösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Auf diese Weise gelangt man zu 370 mg der Titelverbindung in Form eines goldfarbenen Schaums.

Dieses Produkt wird wie folgt gereinigt:

Man unterzieht 370 mg. des unreinen und von Estergruppen befreiten Produkts einer Hochleistungsflüssigkeitschromatographie unter Verwendung von Umkehrphasensilicagel und Arbeiten mit einem Gemisch aus 10 % Acetonitril, 2 % Essigsäure und 88 % Wasser (Volumen) als Eluiermittel. Das Chromatogramm wird durch Ultraviolettlicht überwacht. Die Fraktionen 31 bis 40 werden vereinigt und zur Entfernung des Acetonitrils eingedampft. Der wäßrige Rückstand wird lyophilisiert und ergibt 8,2 mg der Titelverbindung mit folgender Formel

' \ :h3 ,0,

'=» A₀C₊)

έθΟΗ 6hs-C=N

NMR-Spektrum (90 MHz, DMSO-dg)· delta: 3, 36 (s, 7-Methoxy) , 4,24 (s, c-3¹-Methylen, 4,44 (m, Methinproton der Seitenkette) , 4,62 (s, C-2 Methylen), 4,96 (s, C~6 H), 5,72 (s, Methylen von Cyanomethyl) , 6,84 (rn. Phenyl) und 9,08 bis 9/24 (zwei s, 7-NH und phenolisches OH) ppm. . ' · ' ' .. '

Herstellung von 1-Cyanomethyl-iH~tetrazol--5--ylthiol A, Ethylazidoacetat .

Eine Lösung von 490 g (4 Mol) Ethylchloracetat in 1500 ml Acetonitril versetzt man mit 260 g (4 Mol) Natriumazid und erhitzt· das erhaltene Gemisch dann 20 Stunden auf Rückflußtemparatur. Hierauf wird das Reaktionsgeaüsch

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unter 0,5 Stunden langem Rühren in 1 1 Wasser gegossen. Sodann wird die organische Schicht von der wäßrigen Schicht abgetrennt und unter Vakuum zur Trockne eingedampft. Das hierbei zurückbleibende gelbe öl wird in 1200 ml Diethylether gelöst und die Lösung über Magnesiumsulfat getrocknet. Durch Verdampfen des Diethylethers unter Vakuum gelangt man zu 391 g (Ausbeute = 76 %) Ethylazidoacetat.

B. Ethyl-5-chlor-iH-tetrazol-1-ylacetat

Ein Gemisch aus 130 g (1 Mol) Ethylazidoacetat - hergestellt gemäß obigem Teil A - und 96 g (1,56 Mol) Cyanogenchlorid wird 20 Stunden auf 125⁰C erhitzt. Nach Abkühlen des Reaktionsgemisches wird das Reaktionsproduktgemisch in Ethylacetat gelöst, worauf man die Lösung filtriert und unter Vakuum eindampfte Auf diese Weise gelangt man zu einer gelben kristallinen Produktmasse. Die gelben Kristalle werden aus wäßrigem Ethylalkohol umkristallisiert, wodurch man zu 149 g (Ausbeute = 78 %) Ethyl-5-chlor-1H~tetrazol--1-ylacetat in Form fahlgelber Kristalle gelangt, die bei etwa 57 bis 60⁰C schmelzen.

C. Ethy1-5-thiol-1H-tetrazol-1-ylacetat

Eine Lösung von 209 g Chlortetrazolester - hergestellt wie oben unter Teil B beschrieben - und 250 g Natriumhydrosulfid in 5 1 Ethylalkohol wird 24 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt. Nach Abkühlen wird das Reaktionsgemisch mit konzentrierter Chlorwasserstoffsäure angesäuert, worauf man das Volumen des angesäuerten Gemisches durch Verdampfen unter Vakuum auf ein Viertel des ursprünglichen Volumens reduziert. Das Konzentrat wird mit Ethylacetat extrahiert, worauf man den Extrakt trocknet und unter verringertem Druck zur Trockne eindampft. Durch anschließendes Umkristallisieren des dabei erhaltenen Produkts aus Toluol-Methylenchlorid-Hexan gelangt man zu 129 g der gewünschten Verbindung, die bei etwa 85 bis 88⁰C schmilzt. - ..

33 3

D, 5-ThJoI-IH-tetrazol-1-ylacetamidammoniumsalz

Eine Lösung von 20 g (0,106 Mol) Tetrazolthiolester - hergestellt wie oben unter Teil C beschrieben - in 320 ml konzentriertem Ammoniumhydroxid und 200 ml Ethylalkohol, die 500 ml Ammoniumchlorid enthält, wird etwa 12 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt. Durch anschließendes Eindampfen des Reaktionsgemisches unter Vakuum gelangt man zu einem gelben kristallinen Rückstand. Die Umkristallisation dieses Rückstands aus heißem Ethylalkohol ergibt eine erste Ernte aus 13,7 g (Ausbeute = 73 %) des Produkts in Form weißer Kristalle, die nach Trocknung unter Vakuum bei etwa 197 bis 199°C schmelzen. Eine zweite Ernte führt zu 1,4 g des gewünschten Produkts, welches bei etwa 191 bis 193⁰C schmilzt.

E. 1-Cyanomethyl-1H-tetrazol-5-thiol

Eine Suspension von 5,28 g Tetrazolamidammoniumsalz - hergestellt wie oben unter Teil D beschrieben - in 90 ml Methylenchlorid f Vielehes 14,4 ml Pyridin enthält, wird auf etwa 0⁰C gekühlt«, Sodann wird die Suspension unter Rühren tropfenweise mit einer Lösung von 4,6 g (30 mMol) Phosphoroxychlorid in 40 ml Methylenchlorid versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch 30 Minuten auf Rückflußtemperatur erhitzt und dann unter Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt. Nach dem Erhitzen ist das Reaktionsgemisch orange geworden und enthält etwas Niederschlag. Das Reaktionsgemisch wird unter Vakuum zur Trockne eingedampft und. der Rückstand in einem. 1': Ir-Gemisch aus Ethylacetat und Wasser (Volumen zu Volumen) gelöst. Der pH-Wert der Lösung wird mit 20 %~iger wäßriger Chlorwasserstoffsäure auf pH 2 eingestellt. Die angesäuerte Lösung extrahiert man dann zweimal mit jeweils 75 ml Ethylacetat und vereinigt die Extrakte. Der vereinigte Extrakt wird mit 5 %~igex~ Chlorwasserstoffsäure sowie Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und unter Vakuum ein-

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gedampft. Das hierbei zurückbleibende braune öl kristallisiert beim Stehenlassen. Die Kristalle werden bei Raumtemperatur unter Vakuum getrocknet, wodurch man zu 2,6 g (Ausbeute = 61 %) eines hellbraunen Produkts gelangt, das bei etwa 113 bis 114°C schmilzt.

Die obige Umsetzung wird unter Verwendung von 10,6 g des Tetrazolamidarnmoniumsalzes wiederholt, und auf diese Weise erhält man 3,7g des Nitrils in Form weißlicher Kristalle, die bei etwa 116 bis 118°C schmelzen.

Das erhaltene kristalline Produkt verfügt über folgende analytische Daten?

Elementaranalyse für C₃HoN₅Ss

Berechnetσ	C	25,	53	H	2	,14	N	49,	62
Gefunden?	C	25,	82	H	2	,40	N	49,	91

Das Massenspektrum des kristallinen Produkts zeigt ein Mole kulargewicht von 141, was mit diesem Produkt in Übereinstimmung steht.

Claims

23336 E r f i η d u η q s a η s ρ r ü c h e

1. Verfahren zur Herstellung bicyclischer 1-Oxa-ß-lactamantibiotika der allgemeinen Formel I

ί f Λ

-CH -S-K_x JJ

Los- k^c3<

worin R für eine alpha-carboxysubstituierte Ärylmethylgruppe der allgemeinen Formeln

£ >c

/ CCOR ,

~y—9'ri-

\ / COOR oder

steht, worin

R¹ Viasserstoff_f Hydroxy, geschütztes Hydroxy, Acetoxy, C₁-C₃ Alkyl oder Halogen ist,

R° . für Wasserstoff oder Methoxy steht ,·.-.

R.. und R₁ · Wasserstoff oder eine Carboxyschutzgruppe bedeuten und, falls R. und R., ' Wasserstoff sind, der pharmazeutisch-unbedenklichen Salze hiervon,

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dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel II

Ra-C-NH-

A-MU-Ji β ·

OORi

worin X Chlor, Brom oder Iod ist,

R° Wasserstoff oder Methoxy bedeutet,

R₁ für eine carbonsäureschützende Estergruppe steht und

R₂ eine von einer Carbonsäure abgeleitete Acylgruppe bedeutet,

mit der Maßgabe eines vorherigen Schutzes von Amino-, Hydroxy- oder Carboxygruppen am Substituenten R„ durch herkömmliche Amino-, Hydroxy- oder Carboxyschutzgruppen,

mit einem i-Cyanomethyl-iH-tetrazol-S-thiol der Formel III

H-S-4

in einem inerten Lösungsmittel umsetzt.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß' man mit einer Verbindung der allgemeinen Formel II arbeitet, worin R₂ für eine alpha-carboxysubstituierte Arylmethy!gruppe

der allgemeinen Formeln

>r

•p/^VsW CCCR ,

ρ s η

II -4-Η?Η- t

oder

steht, worin R" Wasserstoff, Hydroxy, geschütztes Hydroxy, Acetoxy, ^ci~^C3 Alkyl oder Halogen ist.

3. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer Verbindung der allgemeinen Formel II arbeitet, bei der es sich um ein verestertes und hydroxylgeschütztes Derivat der Formel

oOpMB j^-l i-CKsCI

OOCOPM ..

handelt, worin pMB für p~Methoxybenzyl steht und DPM Diphenylmethyl bedeutet»

4„ Verfahren nach Punkt 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einer Temperatur von etwa bis 70⁰C durchführt.

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5. Verfahren nach Punkt 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einer Temperatur von etwa 15 bis 55⁰C durchführt.

6. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in einem wäßrigen organischen Lösungsmittel durchführt, das ein Säurebindemittel enthält.

7. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in einem mit Wasser nichtmischbaren organischen Lösungsmittel durchführt.

8. Verfahren nach Punkt 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel einen Halogenkohlenwasserstoff verwendet.

9. Verfahren nach Punkt 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Methylenchlorid verwendet.

10. Verfahren nach Punkt I₁ 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei Raumtemperatur durchführt.

11. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Natriumsalz von 1-Cyanomethyl-iH-tetrazol~5-thiol umsetzt.

12-.- Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,· daff man zur Erleichterung der Umsetzung ein quaterriäres Ammoniumhalogenid zusetzt. · . ' · '

13. Verfahren nach Punkt 12, dadurch gekennzeichnet, daß man als quaternäres Ammoniumhalogenid Tetraalkylammoniumhalogenid verwendet. . .

is, *J

14. Verfahren nach Punkt 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als guaternäres Ammoniumhalogenid Tetra-n-butylammoniumchlorid verwendet.

15. Verfahren, nach einem der Punkte 1 bis 14 _r dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel II verwendet, worin R„ eine andere Acylgruppe bedeutet als eine alpha-carboxysubstituierte Arylmethylgruppe der allgemeinen Formeln

'χ )*1^H~

_& « ^ΙΛΓ'·₁ -

Xg/ CCGR₁

CGR oder

worin R^f Wasserstoff _e Hydroxy, geschütztes Hydroxy_Λ Acetoxy_f C_n-C- Alkyl oder Halogen bedeutet»

16. Verfahren nach Punkt 15_f dadurch gekennzeichnet _r daß man die am Kohlenstoffatom in Stellung 7 des'erhaltenen 3~ (1 -Cyanomethyl-1 H-tetrazol-h-ylthiomethyl) ~7-acylamino~-1 -oxaß-lactams befindliche Acylgruppe abspaltet und diese Stellung dann zur Bildung einer Verbindung der allgemeinen Formel I einem Arylmalonsäurehalbester -reacyliert.·

17. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 16, dadurch ge™ kennzeichnet, daß man die Amino-, Carboxyl- oder Hydroxyl" r.chut?,grupper. entfernt.