DD201142A5 - Verfahren zur herstellung von bistetrazolyl-methylsubstituierten cephalosporiantibiotika - Google Patents

Abstract

Herstellung von 7*-Acylaminocephalosporinen, die in Stellung 3 durch eine 1-(1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylthiomethylgruppe oder eine 2-(1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol-5-ylthiomethylgruppe substituiert sind, wobei der endstaendige Tetrazolring am Stickstoffatom in o-Stellung zur Methylengruppe entweder durch Wasserstoff oder C&ind1!-C&ind3! Alkyl substituiert ist, und diese 7*-Acylaminocephalosporine an ihrer Carboxylgruppe gegebenenfalls Schutzgruppen aufweist, an ihrem in Stellung 7 befindlichen Kohlenstoffatom gegebenenfalls durch Methoxy substituiert sind und an ihrer Stellung 7 befindlichen Aminogruppe durch Wasserstoff, Acylgruppen, Aroylgruppen, Aralkanoylgruppen, di- oder trisubstituierte Phenylgruppen, Heteroarylkanoylgruppen, Aryloxyacetylgruppen, Arylthioacetylgruppen, substituierte Aralkanoylgruppen, substituierte Heteroarylkanoylgruppen, oximosubstituierte Aralkanoylgruppen oder oximosubstituierte Heteroarylalkanoylgruppen ueblicher Art substituiert sind. Diese Verbindungen sind wertvolle Antibiotika beispielsweise zur Bekaempfung von durch grampositive oder durch gramnegative Microorganismen hervorgerufene Erkrankungen.

Description

23 3364 O

Titel der Erfindung;

Verfahren zur Herstellung von bistetrazolylmethy!substituierten Cephalosporinantibiotika

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 7ß-Acylaminocephalosporinen, die in Stellung 3 entweder durch eine 1-(IH-Tetrazol-5-ylmethyl)-IH-tetrazol-5-ylthiomethy!gruppe der allgemeinen Formel

oder eine 2-(IH-Tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol~5-ylthiomethylgruppe der allgemeinen Formel

USER 1931*?r-9453

233364 Q

substituiert sind, wobei in obigen Formeln der Substituent R₄ jeweils Wasserstoff oder C₁-C₃ Alkyl bedeutet. Diese neuen 7ß-Acylaminocephalosporine sind Breitbandantibiotika, die das Wachstum von Microorganismen hemmen, welche Krankheitserreger für Mensch und Tier sind. Sie lassen sich parenteral in geeigneten pharmazeutischen Dosierungsformen verabreichen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare Verbindungen, bei denen der Substituent in Stellung 3 die 1-(1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylthiomethy1-gruppe bedeutet, ergeben bei Tieren über eine verlängerte Zeitdauer wirksame Blutspiegel.

Die erfindungsgemäß zugänglichen bistetrazolmethylsubstituierten Cephalosporine lassen sich nach mehreren verschiedenen Verfahren herstellen. Durch Umsetzung von 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA) mit dem entsprechenden Bistetrazolmethylthiol gelangt man beispielsweise zur 7-Amino-3-bistetrazolmethylthiomethy1-3-cephem-4-carbonsäure, und durch Acylierung dieses Zwischenprodukts an der in Stellung 7 befindlichen Aminogruppe erhält man dann ein 7-acylaminosubstituiertes Cephalosporin. Wahlweise kann man auch eine 7-Acylaminocephalosporansäure mit dem jeweiligen Bistetrazolmethylthiol umsetzen, wodurch man ebenfalls zu einer erfindungsgemäßen Verbindung gelangt. Schließlich kann man auch eine 7-Acylaminocephalosporansäure mit 1-Cyanomethyl-1H-tetrazol-5-yl-thiol zu 7-Acylamino-3-(i-cyanomethyl-IH-tetrazol-5-yl-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure umsetzen und dieses Zwischenprodukt dann an der Cyanogruppe des in Stellung 3 befindlichen Tetrazolrests mit einem geeigneten Azid zur Reaktion

233364

bringen, wodurch man ebenfalls die entsprechende erfindungsgemäße Bistetrazolmethy!verbindung erhält.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Cephalosporinantibiotika/ die in Stellung 3 verschiedene heterocyclische Thiomethylsubstituenten aufweisen, sind bereits bekannt. In US-PS 3 516 997 werden beispielsweise tetrazolthiolsubstituierte und thiadiazolthiolsubstituierte Cephalosporine beschrieben, die in Stellung 7 eine heterocyclische Acylaminogruppe aufweisen. Die US-PS 3 641 021 ist auf tetrazolthiolsubstituierte und thiadiazolthiolsubstituierte Cephalosporine gerichtet, die in Stellung 7 durch einen Mändeloylsubstituenten oder Phenylglycylsubstituenten substituiert sind. Die US-PS 4 110 535 betrifft bestimmte Cephalosporine mit einem 3-Oxopyridazinylthiomethylsubstituenten in Stellung 3. Aus US-PS 4 107 sind Cephalosporine bekannt, die in Stellung 3' durch 3-Sulfomethyl-1 ,2 ₁ 4-triazol-5~ylthiomethyl substituiert, sind. Die US-PS 4 103 008 betrifft Cephalosporine, welche in Stellung 7 durch Dioxopiperazin-1-ylcarbonylamino substituiert sind und in Stellung 3 unsubstituiert oder durch 1,3,4-Thiadiazol-2-ylthiomethyl substituiert sind. Aus US-PS 4 101 656 sind 7-acylaminosubstituierte Cephalosporine bekannt, die in Stellung 3 einen Tetraisolthiomethylsubstituenten aufweisen, der durch eine Alkylsulfonamidogruppe substituiert ist. In US-PS 4 100 346 werden bestimmte o-aminophenylacetamidosubstituierte Cephalosporine beschrieben, die in Stellung 3 einen Tetrazolthiomethyl-

¹3 JAA. 193 ,>*<!#·>/,.v,.

^333 6 4 O

substituenten aufweisen, der durch einen Carboxyethylsubstiuenten oder Carboxypropylsubstituenten substituiert ist. In US-PS 4 080 498 werden 2-Aminothiazolacetamidocephalosporine beschrieben, die in Stellung 3 durch eine heterocyclische Thiomethy1gruppe substituiert sind. Aus US-PS 3 968 226 sind verschiedene 3-heterocyclothiomethylsubstituierte Cephalosporine bekannt. Die US-PS 4 082 ist auf 7-Acylamidocephalosporine gerichtet, die in Stellung 3 die kondensierte heterocyclische (2-Carboxylalkyl)-2,3-dihydro-S-triazol/4,3-b/-pyridazin-3-on-6-ylmethylgruppe aufweist. Die GB-PS 1 525 626 beschreibt bestimmte Cephalosporine, welche in Stellung 3 durch 1-Carboxymethyl-m-tetrazol-S-thiomethyl substituiert sind. Aus US-PS 3 985 739 sind 7-phenylglycylsubstituierte oder 7-mandeloylsubstituierte Cephalosporine bekannt, die in Stellung 3 durch 1,3,4-Triazolthiomethyl oder 1,2,3-Triazolthiomethyl substituiert sind. Die US-PS 3 985 738 beschreibt 7-Mandelamidocephalosporine mit einem Tetrazol/M ,5-b/-pyridazin-6-ylthiomethylsubstituenten in Stellung 3. Die US-PS 3 966 719 ist auf Cephalosporine gerichtet, deren in Stellung 4 befindliche Carboxylgruppe durch eine Tetrazol-5-ylgruppe ersetzt ist.

In Stellung 3 heterocyclothiomethylsubstituierte Cephalosporine werden im allgemeinen hergestellt, indem man die Acetoxygruppe eines 3-Acetoxymethyl-3-cephems oder das Halogen eines 3-Halogenmethyl-3-cephems durch das gewünschte Heterocyclothiol austauscht. Ein solches Austauschverfahren unter nicht wässrigen Bedingungen geht aus US-PS 4 144 391 für die Herstellung von in Stellung 3 heterocyclothiomethylsubstituierten Cephalosporinen hervor.

I. Li 1

-233364 O

Aufgabe der Erfindung;

Aufgabe der Erfindung ist nun die Schaffung von Breitbandcephalosporinantibiotika, die sich strukturell von den bekannten Cephalosporinen unterscheiden. Es sollen hierdurch vor allem 7-Aminocephalosporine und 7-Acyl~ aminocephalosporine geschaffen werden, die in Stellung des Dihydrothiazinrings durch eine Bistetrazolylmethylgruppe substituiert sind. Bei diesen Bistetrazolylmethylsubstituenten soll es sich insbesondere um die 1-(1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-IH-tetrazol-5-ylthiogruppe und die dazu isomere 2-(IH-Tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol-5-ylthiogruppe handeln.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im einzelnen gelöst durch ein Verfahren zur' Herstellung von Cephalosporinen der allgemeinen Formel I

bi -^Z

ta L-TWi.-'

OOOR1

S-Rc

worin R₃ für

-CHs-·.

- 233364 O

steht und R₄ Wasserstoff oder C₁-C- Alkyl ist,

R Wasserstoff oder eine von einer Carbonsäure abgeleitete Acylgruppe bedeutet,

R₁ Wasserstoff oder eine Carboxylschutzgruppe darstellt, die sich ohne weiteres hydrolytisch oder hydrogenolytisch entfernen läßt und

R_ für Wasserstoff oder Methoxy steht,

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

¥ f * A

>—H .,o-CHaRio IV

er \/

CC0R1

worin

R Wasserstoff oder eine Carboxylschutzgruppe bedeutet,

R₂ Wasserstoff oder Methoxy ist,

R₁₀ für C₁-C₄ Acyloxy oder Halogen steht und R obige Bedeutung hat,

mit einem Bistetrazolmethylthiol der allgemeinen Formel V

HS-

N -

4 worin R Wasserstoff oder C₁-C- Alkyl bedeutet,

-233364 O

in einem inerten organischen Lösungsmittel umsetzt.

Die Angabe von einer Carbonsäure abgeleitete Acylgruppe bezieht sich auf die in den Stellungen 6 oder 7 befindlichen Acylreste der Seitenkettenacylaminosubstituenten der bekannten Penicillinantibiotika und Cephalosporinantibiotika. Zu Beispielen für Carbonsäuren/ die solche Acylgruppen liefern/ gehören die Alkylcarbonsäuren, wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, n-Buttersäure, Isobuttersäure, n-Valeriansäure, Trimethylessigsäure, Capronsäure, n-Heptylsäure oder Caprylsäure, die Alkencarbonsäuren, wie Acrylsäure oder Crotonsäure, die substituierten Alkylcarbonsäuren, deren Substituent Hydroxy, Halogen oder Cyano ist, wie Chloressigsäure, Bromessigsäure, Brombuttersäure, Chlorpropionsäure, Hydroxyessigsäure, gamma-Hydroxybuttersäure, Cyanoessigsäure, Cyanopropionsäure oder Cyanobuttersäure, die aromatischen Carbonsäuren, wie Benzoesäure und substituierte Benzoesäuren, wie die Tolusäuren, p-Chlorbenzoesäure, 3,4-Dichlorbenzoesäure/ 3-Fluorbenzoesäure, p-Hydroxybenzoesäure, die carboxysubstituierten Benzoesäuren, wie Phthalsäure oder Terephthalsäure, p-Aminobenzoesäure, m-Aminobenzoesäure und die acetylierten Derivate hiervon, 3,4-Dimethoxybenzoesäure, 3-Chlor-4-hydroxybenzoesäure, o-Methoxybenzoesäure, p-Methoxybenzoesäure, p-Ethoxybenzoesäure oder ähnlich substituierte Benzoesäuren, die Arylalkancarbonsäuren, wie Phenylessigsäure oder die substituierten Phenylessigsäuren, wie 4-Hydroxyphenylessigsäure, 4-Chlorphenylessigsäure, 2-Aminomethy!phenylessigsäure, 3-Carboxymethy!phenylessigsäure, die Arylalkancarbonsäuren, deren Arylrest von dem Alkylrest durch ein Heteroatom getrennt ist, wie Phenoxyessigsäure und die substituierten Phenoxyessigsäuren, wie p-Chlorphenoxyessigsäure, p-Hydroxyphenöxyessigsäure, Phenylmercaptoessigsäure und die halogenierten Derivate hiervon, wie 3,4-Dichlorphenylmercaptoessigsäure, p-Chlorphenylmercaptoessigsäure,

- 233364 O

p-Fluorphenylmercaptoessigsäure, 3,4-Dimethylphenylmercaptoessigsäure, die Arylessigsäuren, deren Alkylrest substituiert ist, wie Phenylglycin, Mandelsäure, Phenylmalonsäure, alpha-Sulf©phenylessigsäure und Säuren, deren aromatischer Ring einen Substituenten aufweist, wie Halogen, Hydroxy, Carboxy oder Alkyl, beispielsweise Methyltrifluormethyl, Alkoxy, wie Methoxy oder Ethoxy, Amino und substituiertes Amino, wie Acetamido und ähnlich substituierte Säuren, die Heteroarylessigsäuren, deren Heteroatom ein oder mehr Sauerstoffatome, Stickstoffatome oder Schwefelatome zusammen mit Kohlenstoff im Heteroring enthält, wie die 5- und 6-gliedrigen heterocyclischen Arylessigsäuren, beispielsweise Thiophenessigsäure, Furanessigsäure, Pyridylessigsäure und die hydroxysubstituierten Pyridylessigsäuren, wie '4-Hydroxypyridyl-3~ essigsäure, Imidazolessigsäure, Thiazolessigsäure, Oxazolessigsäure, 1,3,4-Thiadiazolessigsäure, 1,3,4-Oxadiazolessigsäure,. Isoxazolessigsäure und die benzheterocyclischen Essigsäuren, wie 2-Benzothienylessigsäure, 2-Benzofuranessigsäure und ähnliche heterocyclische Arylessigsäuren. Bei den Acylresten R in obiger Strukturformel kann es sich ferner auch handeln um aromatische Glyoxylsäurederivate, beispielsweise die Oxime von Phenylglyoxylsäure, Furanglyoxylsäure, 1,3-Thiazolglyoxylsäure, 1,3-Oxazolglyoxylsäure und die substituierten Derivate hiervon, wie 2-Amino-1,3-thiazolglyoxylsäureoxim und die Derivate der Oximfunktion hiervon, beispielsweise die Niederalkyloximderivate, wie die Methoxyiminoderivate und die Ethoxyiminoderivate. Ferner kann R in obiger Formel auch den Acylrest von Phenylglycinen bedeuten, deren Aminogruppe substituiert ist, beispielsweise durch eine Carbamoylgruppe oder eine substituierte Carbamoylgruppe, worin der Stickstoff der Carbamoylgruppe durch einen Acylrest substituiert ist, wie Acetyl, Benzoyl, ι ,Cinnamoyl, Furoyl oder Thenoyl. Ferner kann auch die Aminogruppe des Phenylglycins mit einer cyclischen Harnstoff-

233364 O

funktion substituiert sein, so daß diese Aminogruppe beispielsweise substituiert sein kann mit einer 1-Imidazolidon-2-carbonylgruppe oder mit einer 1-(4-Ethylpiperazin-2,3-dion)carbonylgruppe.

In obiger Formel steht R₁ für Wasserstoff oder eine Carboxylschutzgruppe, die unter den Bedingungen einer Hydrolyse oder Hydrogenolyse leicht abspaltbar ist. Solche Gruppen sind in der Chemie der Cephalosporine wohl bekannt, und zu ihnen gehören die leicht abspaltbaren Estergruppen, wie Benzyl, Diphenylmethyl, p-Nitrobenzyl, p-Methoxybenzyl, Phenacyl oder halogeniertes Phenacyl, Halogenalkyl, wie Iodmethyl, 2,2,2-Trichlorethyl oder 2,2,2-Tribromethyl, verzweigte Alkyl-, Akenyl- und Alkinylester, wie t-Butyl, 3-Methylbuten-1-3-yl oder Isopentenyl. «-

Bedeutet bei obiger Formel der Substituent R Wasserstoff, dann lassen sich diese erfindungsgemäßen Verbindungen in pharmazeutisch unbedenkliche Salze überführen, beispielsweise Salze von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen, wie das Natriumsalz, das Kaliumsalz, das Lithiumsalz oder das Calciumsalz, Aminsalze, wie sie beispielsweise gebildet werden mit pharmazeutisch unbedenklichen Aminen, wie Procain, Abietylamin oder Ethanolaminen, wie Monoethanolamin und Diethanolamin, und ähnliche Amin- und Metallsalze sowie das Ammoniumsalz. Die Salze können zur Verabreichung der Antibiotika zu pharmazeutisch brauchbaren und parenteral verabreichbaren Dosierungsformen formuliert sein.

Zu bevorzugten erfindungsgemäß herstelltbaren Verbindungen gehören diejenigen der obigen allgemeinen Formel, worin R₃ für eine 1-(1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylgruppe steht, in welcher die NH-Gruppe des endständigen Tetrazols durch C₁-C₃ Alkyl substituiert sein kann.

-10-233 3 6 4 0

Zu einer weiter bevorzugten Gruppe erfindungsgemäß erhältlicher Verbindungen gehören diejenigen der folgenden Formel I

- Ϊ L-A,

worin R Wasserstoff oder eine Acylgruppe der allgemeinen Formel

1 " R-C-

bedeutet, in welcher R für C₁-C Alkyl,durch Halogen sub-

i 4

stituiertes

4 Alkyl, oder Cyano steht, oder

worin R eine Aroyl- oder Aralkanoylgruppe der allgemeinen Formel

Il

+ η

bedeutet, in welcher R Phenyl oder eine monosubstituierte Pheny!gruppe der allgemeinen Formel

ist, worin a Halogen, Amino, Hydroxy, C₁-C₄ Alkyl, C₁-C Alkoxy, Cyano, Hydroxymethyl, Aminomethyl, Carboxamido, Carboxymethyl oder C₁-C₄ Alkoxycarbonylmethyl bedeutet, oder

-it -'233364 O

worin R eine di- oder trisubstituierte Phenylgruppe der allgemeinen Formel

bedeutet, in welcher a'_f a" und a¹¹¹ unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, Hydroxy, C.-C. Alkyl oder C₁-C₄ Alkoxy sind und η für 0 oder 1 steht, oder

worin R eine Heteroarylalkanoylgruppe der allgemeinen Formel

3 " R-CH₂-C-

bedeutet, in welcher R folgende Bedeutungen hat

V ' V

h/V nh

worin b jeweils Amino, geschütztes Amino, C.-C₃ Alkyl .oder Phenyl bedeutet, oder

worin R für eine Aryloxyacetylgruppe oder Arylthioacetylgruppe der allgemeinen Formel

-"-233364

steht, in welcher R die oben angegebene Bedeutung hat und

Z für O oder S steht, oder

worin R eine aralkanoylsubstituierte oder heteroarylakanoylsubstituierte Gruppe der allgemeinen Formel

4 " R-CH-C-•

4 darstellt, in welcher R für den oben angegebenen Sub-

stituenten R steht und zusätzlich dazu auch noch Thienyl, Furyl oder 1,4-Cyclohexadienyl bedeuten kann und Q für Hydroxy, Formyloxy, Carboxy, -SO-H oder Amino steht, oder

worin R eine oximinosubstituierte Aralkanoylgruppe oder Heteroaralkanoylgruppe der allgemeinen Formel

5 " R-C-C-

5 2 3

bedeutet,in welcher R die oben für R und R angegebene Bedeutung hat und in welcher R Wasserstoff oder C₁-C-Alkyl bedeutet, oder

worin R eine Gruppe der allgemeinen Formel

-23336 A U

4 "

R-CH-C-

NH

C=O JL7

bedeutet,

worin R die oben angegebene Bedeutung hat und R Hydroxyphenyl oder Hydroxypyridyl oder eine Gruppe der allgemeinen Formel

Q Il

R⁸ -C-N-

CH.

worin R für C₁-C. Alkylamino, Phenyl, Furyl, Styryl, Nitrostyryl oder Chlorstyryl steht, oder

worin R eine Gruppe der allgemeinen Formel

darstellt, worin η¹ für 1 oder 2 steht und m für 2 oder 3 steht, mit der Maßgabe, daß m für 2 steht, falls n* für 2

g steht, und R Wasserstoff, C₁-C₃ Alkyl oder C₁-C₃ Alkylsulfonyl bedeutet,

R₁ Wasserstoff oder eine Carboxylschutzgruppe darstellt,

R_ Wasserstoff oder Methoxy bedeutet,

R₃ eine Bistetrazolylmethylgruppe der allgemeinen Formeln

.23336

LJTl cder ^^

R4

darstellt, worin R₄ Wasserstoff oder C₁-C₃ Alkyl ist,

und, falls R₁ Wasserstoff bedeutet, die pharmazeutisch unbedenklichen Salze der Verbindungen der obigen Formel I

Beispiele für die oben erwähnten bevorzugten erfindungsgemäßen Verbindungen gehen aus der folgenden Tabelle I hervor.

23336A O

Tabelle I Eistetrazolmethy!cephalosporin

	Λ Γ	A.	ή	H
		Λ /L-CHa-S-Ra	A	CH3
		COORt	A	CH3
		R = R1J-	B	H
R	!ι	R,	A	H
Acetyl	H	H	A	H
Acetyl	Na	OCH3	A	CH3
Acetyl	H"	H	A	H
Propionyl	H	H	B	H
Butyryl	H	H	A	H
Chlor acetyl	H	H	A	CH-
Chloracetyl	H	OCH3	B
Chloracetyl	H	H
Cyanoacetyl	H	H		H
Cyanoacetyl	H	OCH3	A	H
C yanoacetyl	H	H	B	CH.
		R = R2-( CHa)n-C-	A
		(η -ο)
Benzoyl	H	H
Benzoyl	H	H
Benzoyl	H	H

-233364 O

Tabelle I (Forts.)

R	H	R =	R1	A	(R4)
ρ-Chlor	H		H	A	CH3
2,6-Dimethoxy- benzoyl	H		H	A	H
ρ-Hydroxybenzoyl	H		H	A	H
p-Toluyl	H		H	B	H
p-Anisoyl	H		H	B	H
m-Cyanobenzoyl	H		H	A	CH3
p-Kethoxycarbonyl- benzoyl			H R2-(CHs)nJ-		H
	H		(n = 1)	A
Phenylacetyl	H		H	A	H
Phenylacetyl	H		OCH3	B	CH3
Phenylacetyl	H		H	A	H
p-Chlorphenyl- acetyl	H		H	B	H
p-Methylphenyl- acetyl	K	H	A	H
3,4-Dimethyl- phenylacetyl	H	H	A	H
o-Aminomethyl- phenylacetyl	H	H	B	CH3
o-Aminomethyl- phenylacetyl	H	H	A	H
p-Rydroxymethyl- phenylacetyl	H	H	A	H
p-Hydroxymethyl- phenylacetyl	H	H	A	H
p-Carboxamido- pheny!acetyl		H	H

-₁₇- 2333 6 Λ Ο

Tabelle I (Forts.)

R	ü	H	H	A	(R4)
p-Methoxyphenyl- acetyl	Na	K	OCH3	B	H
p-Kethoxyphenyl- acetyl	H	H	H	A	CH3
3,4 - Diinethoxy- phenylacetyl	H		H	A	H
p-Cyanophenylacetyl	H	H	B	CH3
p- Ethoxypheny1- acetyl	H	H	A	H
p-Isopropoxy- phenylacetyl	H	H	A	CH3
3-Ethylphenylacetyl	H	H	A	CH3
2,6-Dimethyl- phenylacetyl	H	OCH3	A	CH3
2,6-Dimethoxy- phenylacetyl	H.	H	B	CH3
p-Erompheny!acetyl	H	H	A	H
m-Fluorphenyl- acetyl	H	H	A	H
3/4-Dihydroxy- phenylacetyl	H	H	A	CH3
3-Chlor-4-hydroxy- phenylacetyl	H	H	E	H
3/5-Dichlor-4- H hydroxyphenylacetyl	H	A	H
3-Methoxy-4- H hydroxyphenylacetyl	H	B	CH3
3-*5ethyl-4 -hydroxy phenylacetyl	OCH3	A	H
o-Ethoxyphenyl- acetyl	H	A	H
p-Fluorphenyl- acetyl		H

233 36 4 O

	Tabelle I	(Forts.)	H	^R4)
R	Rl	b.	B	CH3
p-Carboxyphenyl- acetyl	H	H	A	H
3-Brom-4-methoxy- phenylacetyl	H	H		CH3
p-t-Butylphenyl- acetyl	H	H

R^a-CHa-C-

2-Thienylacetyl	H
2-Thienylacetyl	H
2-Thienylacetyl	pNB
3-Thienylacetyl	H
2-Furylacetyl	H
2-Furyiacetyl	H
lH-Tetrazol-1-	H
ylacetyl
lH-Tetrazol-1-	H
ylacetyl
1H-Tetrazol-1-	H
ylacetyl
2H-Tetrazol-5-	H
ylacetyl
2H-Tetrazol-5-	H
ylacetyl
2H-Tetrazol-5-	H
ylacetyl
l,3-Thiazol-4-	H
acetyl
l/3-Qxazol-4-	H
ylacetyl

H	A	H
OCH3	A	H
H	B	H
H	A	H
H	A	CH3
OCH3	B	H
H	A	CH3
OCH3	A	CH3
H	B	H

H AH

OCH3	A	H
OCH3	B	CH3
H	A	H
H	A	CH3

.„-233 3 6 Δ Ο

Tabelle I (Ports.)

D O	R	phenoxyacetyl H	R1	B	MHHMM
2-I«ethyl-l,3- H thiazol-4-ylacetyl	Phenoxyacetyl H	H	A	H
2-E>henyl-l,3- H thiazol-4-ylacetyl	Phenoxyacetyl H	OCH3	B	CH3
2-Phenyl-l,3- H oxazol-4-ylacetyl	Phenoxyacetyl H	OCH3	A-	CH3
2-finino-l,3- H thiazol-4-ylacetyl	p-Chlorphenoxy- H acetyl	H	A	H
2-imino-1,3- Na thiazol-4-ylacetyl	3,4-Dichlor- H phenoxyacetyl	H	A	CH3
2-Amino-l,3- H thiazol-4-ylacetyl	p-Methylphenoxy- H acetyl	OCH3	B	H
thiazol-4-ylacetyl	p-Fluorphenoxy- H acetyl	H		H
p-Methoxyphenoxy- H acetyl	- R2-(Z)-CHs4-	A
H	A	H
H	B	CH3
H	A	H
OCH3	A	H
H	B	H
H	A	H
OCH3	A	CH3
H	a	H
H	H

.233364 0

Tabelle I (Forts.)

p-Eydroxyphenoxy- H acetyl

S-Chlor-^-methoxy- η phenoxyacetyl

3, S-Dichlor^-hydroxy- H phenoxyacetyl

phenylthioacetyl H Phenylthioacetyl H Phenylthioacetyl H

p-Chlorphenyl- H thioacetyl

3,4-Dichlorpheny1- H thioacetyl

3,5-Dichlorphenyl- H thioacetyl

p-Fluorphenylthio- H acetyl

p-Methylphenylthio- H acetyl

3-Eydroxy-4-methyl- H phenylthioacetyl

p-Ethoxyphenylthio- H acetyl

R1	=3	(R4)
OCH3	A	H
H	B	H
H	A	CH3
H	A	H
H	B	H
OCH3	A	H
H	A	H
H	B	H
H	A	CH3
H	A	H
H	E	H
H	A	H
OCH.	A	H

R⁴-CH-C-4

Phenylglycyl	H	H	A	H
Phenylglycyl	H	OCH3	A	H
p-Rydroxyphenyl- glycyl	H	H	A	H
3-Chlor-4-hydroxy phenylglycyl	H	H	A	H

233364 O

Tabelle I (Forts.)

3,5-Eichlor-4- hydroxypheny1- glycyl	H	H	A	H
Mandeloyl	H	H	A	H
Mandeloyl	H	H	B	H
Mandeloyl	H	OCH3	A	CH3
a-Carboxyphenyl- acetyl	H	H	A	H
α-Carboxyphenyl- acetyl	H	H	B	H
a-Carboxyphenyl- acetyl	H	OCH3	A	H
α-carboxy-4- hydroxyphenyl- acetyl	H	OCH3	A	H
α-Carboxy-4- hydroxyphenyl- acetyl	H·	OCH3	B	H
a-Carboxy-4- hydroxyphenyl- acetyl	H	OCH3	B	CH3
a-Sulfophenylacetyl	H	H	A	H
a-Sulfophenylacetyl	H	H	B	H
a-Sulfophenylacetyl	H	OCH3	A	H
a-Amino-2-thienyl- acetyl	H	H	A	H
a-Amino-2-thienyl- acetyl	H	H	B	H
a-Amino-2-furyl- acetyl	H	H	A	CH3

.2333 6 4 O

Tabelle I (Forts.)

^R3 ⁽V

α-Eydroxiraino H H AH

phenylacetyl

α-Eydroximino- H H BH'

' phenylacetyl

α-Methoximino- H H AH

phenylacetyl

a-Kydroximino-2- H H AH

furylacetyl

a-H.ydroximino-2- H OCH₃ A H

furylacetyl

a-Methoximino-2- H H AH

furylacetyl

a-Methoximino-2- H H AH

thienylacetyl

a-Hydroximino-(2- H H AH

amino-1,3-thiazol-4-yl)acetyl

a-Hydroximino-(2- Na H A CH₃

amino-1,3-thiazol-4-yl)acetyl

α-Kydroximino-(2- H H BH

amino-1,3-thiazol-4-yl)acetyl

a-Hydroximino-(2- H OCH₃ A H

amino-1,3-thiazol-4-yl)acetyl

α-Methoximino-(2- HH AH

amino-1,3-thiazol-4-yl)acetyl

-«-233 3 64

Tabelle I (Forts.)	R =	R1	*i	(R4)
R R1	H	A	CH3
α-hethoximimo-(2- H amino-1,3-thiazol- 4-yl)acetyl	H	B	H
a-Methoximino-(2- H amino-1,3-thiazol- 4-yl)acetyl	OCH3	A	H
a-Methoximino-(2- H amino-1,3-thiazol- 4-yl)acetyl	R4-CH-C- NH

H	A	H
H	A	H
H	A	CH

α- (4 -K.ydr oxy benz - H amido)phenylacetyl

α- (2-H.ydroxybenz- H amino)phenylacetyl

α- (2-H.ydroxybenz- H amido)-2-thienylacetyl

a-(2,3-D.ihydroxy- HH AH benzamido)phenylacetyl

a-(4-H.ydroxybenz- H H AH amido)-4-hydroxyphenylacetyl

α-(4-Hydroxy- H H A CH-pyridin-3-carboxamido)phenylacetyl

.233364

	Tabelle I	H	(Forts.)	ύ	(R4)
R	h.		B	H
a-(4-Hydroxy- pyridin-3-car- boxamido)phenyl- acetyl	H	H	A	H
a-(4-Kydroxy- pyridin-3-car- boxamido)phenyl- acetyl	H	H	A	H
a-(3-Methylcar- H bamoyl-3-methyl-l- ureido)-a-phenyl acetyl	H	A	H
et- (3-Methylcar- bamoyl-3-methyl- 1-ureido) -a-(4- hydroxyphenyl)- acetyl	H -

a-(3-Benzoyl-3- HHA CH₃

methyl-1-ureido)-a-phenylacetyl

a-[3-(o-Chlor- H H A H

benzoyl)-3-methyl-1-ureido] -a- (2-thienyl)acetyl

a-[3-(2-Furoyl)-3- H H BH

methyl-1-ureido]-a-phenylacetyl

a-[3-(2-Thienoyl)- H H AE

3-methyl-1-ureido]-a-phenylacetyl

a-(3-cinnamoyl-3- H OCH- A H

methyl-1-ureido)-a-phenylacetyl

a-(3-Cinnamoyl-3- H H AH

methyl-1-ureido)-a-phenylacetyl

233364 O

Tabelle I (Forts.)

1 2 3 *^K4'

a-[3-(4-Nitrocinna- HH A CH₃

moyl)-3-methyl-lureido]-a-phenylacetyl

a-[3-(4-Nitrocinna- Na H BH

moyl)-3-methy1-1-ureido]-a-phenylacetyl

a-[3-(4-Chlorciri- Hh AH

namoyl)-3-methy1-1-ureido]-a-phenylacetyl

a-(lmidazolidin-2- Hh AH

on-1-ylcarbony1-amino)-a-phenylacetyl

a-(lmidazolidin-2- Hh A CH₃

on-1-ylcarbony1- amino)-α-(4-hydroxyphenyl) acetyl

a-(3-Acetylimida- Hh AH

zolidin-2-on-1-ylcarbony lamino) -aphenylacetyl

a-(3-Acetylimida- H H BH

zolidin-2-onrr1-yl-carbonylamino)-a-phenylacetyl

a-(3-Rethylsul- H η Α Η

fonylimidazolidin-2-on-1-ylcarbonylamino)-a-phenylacetyl

a-(3-Methylsul- ^H H BH

fonylimidazolidin-2-on-1-ylcarbony 1--amino)-a-phenylacetyl

a-(3-ilethylsul- ^H H A CH

fony1imidaζο1idin-2-on -1-ylcarbonylamino)-a-phenylacetyl

.233364 O

Tabelle I (Forts.)

α-(4-Ethylpiperazin-2,3-dion-1-ylcarbonylamino)-a-phenylacetyl

α-(4-Ethylpiperazin-2,3-dion-1-ylcarbonylamino)-a-phenylacetyl

α-(4-Ethylpiperazin-2,3-dion-1-ylcarbonylamino)-a-phenylacetyl

α-(4-Ethylpiperazin-2,3-dion-1-ylcarbonylamino)-α-(4-hydroxyphenyl)-acetyl

α-(4-Ethylpiperazin-2,3-dion-1-ylcarbonylamino)-α-(4-hydroxyphenyl)-acetyl

α-(4-Methylpiperazin-2,3-dion-1-ylcarbonylamino)-α-(2-thienyl)acetyl

α-(piperazin-2,3-dionr-1 -ylcarbony 1-amino)-a-phenylacetyl

1/ A

Yi

CHs-*

CH.

CH.

-233364

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Verbindungen haben die normale Stereochemie der Cephalosporinantibiotika, wobei die in Stellung 7 befindliche Seitenkette R die ß-Konfiguration aufweist, und die in Stellung 7 befindliche Methoxygruppe die alpha-Konfiguration hat.

Diejenigen erfindungsgemäß erhältlichen Verbindungen der obigen allgemeinen Formel, worin R eine Acylgruppe bedeutet, werden hergestellt durch N-Acylierung einer 7-Amino-3-(bistetrazolmethyl)verbindung der allgemeinen Formel I, worin R für Wasserstoff steht. Die 7-Aminokernverbindungen haben die folgenden allgemeinen Formeln II und III

HaN-Hf / > M f|

O' T =i» Ί1 Λ

— S.

COORi R

23336 Λ Ο

worin die Substituenten R₁, R₂ und R. die oben angegebenen Bedeutungen haben.

Die N-Acylierung der obigen 7-Aminokernverbindungen läßt sich nach den verschiedensten in der Cephalosporinchemie üblichen Acylierungsmethoden durchführen. Diese Acylierung kann beispielsweise unter nichtwässrigen oder unter wässrigen Bedingungen durchgeführt werden. Unter den erstgenannten Bedingungen wird zur Acylierung der 7-Axninokernverbindung ein in einem organischen Lösungsmittel lösliches aktives Derivat der Carbonsäure gebildet und verwendet, die zur Erzeugung der jeweils gewünschten Acylgruppe verwendet wird. Zu Beispielen für hierdurch bildbare Derivate von Carbonsäuren gehören die aktiven Ester, wie sie beispielsweise mit Hydroxybenzotriazol oder N-Hydroxysuccinimid gebildet werden, die gemischten Anhydride,wie sie beispielsweise mit der Carbonsäure und Methylchlorformiat oder Isobutylchlorformiat gebildet werden, und Säureazide. Es können auch direkt die freien Säuren eingesetzt werden, wenn man diese in Gegenwart eines Kondensationsmittels, wie EEDQ, verwendet. Die Acylierung kann ferner auch unter wässrigen Bedingungen durchgeführt werden, beispielsweise durch Anwendung eines Säurehalogenids, wie Säurechlorids oder Säurebromids, in einem wässrigen organischen Medium, das einen Säurehalogenidakzeptor enthält, beispielsweise ein tertiäres Alkylamin, wie Triethylamin oder Pyridin, oder auch eine Base, wie Natriumbicarbonat oder Natriumcarbonat. Bei Acylierungen unter nichtwässrigen Bedingungen ergeben sich im allgemeinen höhere Ausbeuten.

Die 7-Amino-3-(bistetrazolmethyl)kernverbindungen der obigen Formeln werden ausgehend von 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA) hergestellt. Zur Herstellung dieser Kern-

-«-233364

verbindungen setzt man 7-Aminocephalosporansäure oder einen Ester hiervon mit dem 1-(IH-Tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-thiol oder 2-{1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol-5-thiol um, wodurch man zu den Verbindungen der obigen Formeln gelangt. Die Umsetzung führt zu einem Austausch der Acetoxygruppe in Stellung 3 von 7-ACA durch das Bistetrazolmethylthiol. Sie kann durchgeführt werden unter nichtwässrigen Bedingungen, falls in obigen Formeln der Substituent R₁ Wasserstoff oder einen Ester bedeutet, oder unter wässrigen Bedingungen, falls der Substituent R₁ darin Wasserstoff ist.

Die Herstellung der Kernverbindungen der obigen Formeln wird unter nichtwässrigen Bedingungen wie folgt durchgeführt. 7-Aminocephalosporansäure wird mit dem Bistetrazolmethylthiol bei einer Temperatur zwischen etwa 25 und 80⁰C in Eisessig in Gegenwart von Bortrifluoridetherat umgesetzt. Die Umsetzung verläuft bei einer Temperatur von etwa 60 bis 80⁰C zufriedenstellend, wobei sich bei Verwendung eines Überschusses an Thiol höhere Ausbeuten ergeben. Nach erfolgter Umsetzung wird das Reaktionsgemisch mit Wasser verdünnt und der pH-Wert auf den isoelektrischen Punkt der substituierten freien Kernsäure eingestellt. Der pH-Wert am isoelektrischen Punkt beträgt etwa 4,0 bis 5,0, und hierbei fällt das Produkt aus dem Reaktionsgemisch aus.

Die Austauschreaktion unter wässrigen Bedingungen wird wie folgt durchgeführt. Man vermischt eine wässrige Lösung von 7-ACA mit einem basischen pH-Wert von etwa 7,0 bis 9,0 mit einer Lösung des Bistetrazolmethylthiols in Form des Natrium- oder Kaliumsalzes und rührt das Reaktionsgemisch dann unter schwachem Erwärmen. Anschliessend säuert man das Reaktionsproduktgemisch mit einer Mineralsäure, wie Chlorwasserstoffsäure, auf den isoelek-

-30-233364 G

trischen Punkt an. Hierbei fällt die in Stellung 3 substituierte freie Säure der 7-Aminoverbindung aus dem Reaktionsgentisch aus und wird durch Abfiltrieren gewonnen. Die hierbei erhaltene substituierte Kernverbindung kann erforderlichenfalls gereinigt werden, indem man sie aus einem geeigneten Lösungsmittel umkristallisiert oder wahlweise auch in ein Salz überführt, beispielsweise das Hydrochlorid oder das Tosylat.

Die in Stellung 3 substituierten 7-Aminokernverbindungen der obigen Formeln sind wertvolle Zwischenprodukte zur Herstellung der erfindungsgemäßen antibiotisch wirksamen Verbindungen. Die 7-Aminogruppe der jeweiligen Kernverbindung läßt sich, wie oben bereits erwähnt, mit der jeweils gewünschten Carbonsäure oder vorzugsweise mit einem aktiven Derivat hiervon acylieren. Die N-Acylierung der obigen substituierten 7-Aminokernverbindungen stellt eine Kupplungsreaktion zwischen iner Carbonsäure und einer Aminoverbindung dar und kann unter Acylierungsmethoden durchgeführt werden, wie sie zur Acylierung von 7-Aminocephalosporinkernverbindungen üblich sind, wie von 7-ACA und von 7-ADCA. Zur Erläuterung dieser Acylierungsmethoden für die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen werden im folgenden verschiedene Acylierungsmethoden im einzelnen näher beschrieben, nach denen sich die erfindungsgemäßen Verbindungen bilden lassen.

Wässrige Aclylerung

Die Verbindungen der obigen Formeln II und III können unter wässrigen Bedingungen nach der sogenannten Schotten-Bauman-Reaktion acyliert werden, indem man beispielsweise ein Säurehalogenid, wie das Säurechlorid, in wässrigem Aceton mit der in Stellung 3 substituierten 7-Aminokernverbindung in Form eines Salzes in Gegenwart einer als Halogenwasserstoffakzeptor dienenden Base umsetzt. Bei

-233364 O

dieser Base kann es sich um eine anorganische Base, wie Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat,'Natriumbicarbonat oder Kaliumbicarbonat, oder ein tertiäres Amin, wie Pyridin oder ein Trialkylamin, wie Trimethylamin oder Triethylamin, handeln. Die Acylierung wird im allgemeinen bei Raumtemperatur durchgeführt, und das erhaltene Produkt läßt sich ohne weiteres gewinnen. Verwendet man beispielsweise eine Salzform der 7-Aminokernverbindung4ann kann man das Reaktionsgemisch zur Umwandlung des N-acylierten Kerns in die freie Säure einfach ansäuern und diese freie Säure dann mit einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel extrahieren.

Die zur Acylierung verwendeten Acylchloride werden am besten hergestellt, indem man die freie Säure mit Oxalylchlorid in einem inerten organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines Chlorwasserstoffakzeptors, wie Propylenoxid, umsetzt. Das Oxalylchlorid wird mit der Säure in dem organischen Lösungsmittel vorzugsweise in Gegenwart einer katalytischen Menge Dimethylformamid umgesetzt. Als Lösungsmittel können beispielsweise Tetrahydrofuran oder Acetonitril verwendet werden.

Beispiele für Säurechloride, die sich zur Acylierung der in Stellung 3 substituierten 7-Aminokernverbindungen (Formel I, R = H) unter Bildung der erfindungsgemäßen Antibiotika der Formel I verwenden lassen, sind Acetylchlorid, Cyanoacetylchlorid, Chloracety!chlorid, Propionylchlorid, Benzoylchlorid, Phenylacetylchlorid, p-Chlorphenylacetylchlorid, p-Hydroxyphenylacetylchlorid, p-Methoxyphenylacetylchlorid, o-Aminomethylphenylacety lchlorid, Hydrochlorid, Phenoxyacetylchlorid, p~Chlorphenoxyacetyl-Chlorid, p-Methoxyphenoxyacetylchlorid, Phenylmercaptoacetylchlorid, 3,S-Dichlorphenylmercaptoacetylchlorid, p-Fluorphenylmercaptoacetylchlorid, Thiophen-2-acety1-chlorid, Thiophen-3-acetylchlorid, Furan-2-acetylchlorid, 1H-Tetrazol-1-ylacetylchlorid, IH-Tetrazol-5-ylacetyl-

233364 O

Chlorid, Mandeloylchlorid, o-Formlymandeloylchlorid, alpha(p-NitrobenzyloxycarbonylJphenylacetylchlorid, alpha-Sulfophenylacetylchlorid oder alpha-(Diphenylmethyloxycarbonyl)-2-thienylacetylchlorid.

Bei einer solchen wässrigen Acylierung behandelt man beispielsweise eine Lösung von 7-AnUnO-S-Vi-(1H-tetrazol-5-ylmethyl)-IH-tetrazol-S-ylthiomethyV-S-cephem^ -carbonsäure (Formel II, R =R =R =H) in wässrigem Aceton, das einen geringen Überschuß an Natriumcarbonat enthält, unter Rühren bei einer Temperatur zwischen etwa -5⁰C und 35°C mit einer Lösung aus einem geringen molaren Überschuß an Thiophen-2-acetylchlorid in Aceton. Auf diese Weise erhält man als Acylierungsprodukt 7-(2-Thienylacetamido)-3-/1-(1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylthiomethy37-3-cephem-4-carbonsäure, nämlich die Verbindung der folgenden Formel:

CCOH

Die in Stellung 3 substituierten 7-Aminokernverbindungen können ebenfalls unter wässrigen Bedingungen mit aktiven Estern von Carbonsäuren acyliert werden, welche mit Hydroxybenzotriazol oder Hydroxysuccinimid gebildet werden. Hierdurch läßt sich beispielsweise syn 7ß-/alpha-Methoximino-alpha-(2-amino-1,3-thiazol-4-yl)-acetamidoZ-S-^-(1H-tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol-5-ylthiornethy_l/-3-cephem-4-carbonsäure herstellen, indem man 7-Amino-3-/2-(1H-

-33- 23336 A O

tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol~5-ylthiomethy]_;/-3-cephein-4-carbonsäure der Formel

HsN-

N=*

ooH A

mit einem alpha-Methoximino-alpha-(2-amino-i,3-thiazol-4-yl)essigsäurehydroxybenzotriazolester der Formel

umsetzt, worin BT für Benzotriazol-1-yl steht.

Die Acylierung wird in wässrigem Aceton bei einem pH-Wert von etwa 7 bis 8 durchgeführt.

Nichtwässrige Acylierung

Diese Acylierung der in Stellung 3 substituierten 7-Aminokernverbindungen wird unter nichtwässrigen Bedingungen mit einem aktiven Derivat der Carbonsäure durchgeführt. Die Carboxylgruppe des Kerns ist während der Acylierung im allgemeinen geschützt, beispielsweise mittels einer üblichen Carbonsäureschutzgruppe. Zu Beispielen für hierzu geeignete Schutzgruppen gehören p-Nitrobenzyl, p-Methoxybenzyl, Benzyl, Diphenylmethyl, 2,2,2-Trichlorethyl, t-Butyl und ähnliche Estergruppen, die sich unter hydrolytischen oder hydrogenolytischen Bedingungen leicht abspalten lassen. Wahlweise kann die Carboxylgruppe der 7-Aminokernverbindung während der N-Acylierung auch temporär in Form eines Silylesters geschützt sein, beispielsweise in

233364 O

Form des Trimethylsilylesters, indem man eine Suspension der freien Kernsäure mit einem Silylierungsmittel umsetzt, wie Trimethylsilylacetamid oder Bistrimethylsilylcaetamid.

Zu aktiven Derivaten des Carbonsäureacylrests, welche für diese Acylierung verwendet werden können, gehören beispielsweise der Pentachlorphenylester, gemischte Anhydride, wie sie beispielsweise durch Methylchlorformiat oder Isobutylchlorformiat gebildet werden, aktive Ester, wie sie beispielsweise mittels N-Hydroxysuccinimid oder Hydroxybenzotriazol (HBT) entstehen, Säurehalogenide oder Säureazide.

Die freie Säure kann auch direkt mit der 7-Aminokernverbindung in Gegenwart eines Kondensationsmittels gekuppelt werden, beispielsweise eines Carbodiimids, wie Dicyclohexylcarbodiimid.

Die Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I unter Anwendung der nichtwässrigen Acylierung wird im folgenden näher beschrieben.

Zu diesem Zweck setzt man 7-Amino-3-/1-(1H-tetrazol-5-ylmethyl) -IH-tetrazol-S-ylthiomethyiy-S-cephem-'l-carbonsäure in Acetonitril zuerst mit Trimethylsilylacetamid um, wodurch der Trimethylsilylester des 7-Aminokerns entsteht. Dieser Kernester wird dann mit dem gemischten Anhydrid eines durch Umsetzen mit Methylchlorformiat gebildeten aminogeschützten Phenylglycins acyliert, und auf diese Weise gelangt man zum aminogeschützten 7-Phenylacetamido-3-/1-(1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylthiomethy]L/-3~cephem-4-carbonsäuretrimethylsilylester. Im Anschluß daran wird dieser Trimethylsilylester zur freien Säure

-233364

hydrolysiert und die Aminoschutzgruppe abgespalten, wodurch man die von den Schutzgruppen befreite Aminosäure erhält. Dieses Verfahren wird formelmäßig anhand des folgenden Reaktionsschemas erläutert/ in welchem die t-Butyloxycarbonylgruppe die Aminoschutzgruppe ist.

H2N-

COOS!

(CHa)3 CHz

UH t-BOC

H H₂O

⁵I

H-C-NH-

(CH₃)₃ !H-C-O-C-

!-CH₃

RlH t-BOC

Hs-S-

COOH

L-O

i(CHs)₃

rf

- 233364 O

Durch Behandlung des geschützten Zwischenprodukts unter sauren Hydrolysebedingungen wird die t-Butyloxycarbonylgruppe (p-BOC) und die Trimethylsilylethergruppe entfernt.

Die syn 7ß-/alpha-Methoximino-(2-amino-1,3-thiazol-4-yl)-acetamido/-3-/2-(1H-tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol-5-ylthiomethyl/-3-cephem-4-carbonsäure läßt sich beispielsweise herstellen, indem man 7-Amino-3-/2-(1H-tetrazol-5-ylmethyl) -2H-tetrazol-5~ylthiomethyl₁/-3-cephem-4-carbonsäuretrimethylsilylester mit dem Hydroxybenzotriazolester von alpha-Methoximino-alpha-(2-amino-1,3-triazol-4-yl)-essigsäure in einem trockenen Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran oder Acetonitril, acyliert. Das erhaltene Produkt wird aus dem Reaktionsgemisch durch Extraktion gewonnen, worauf man es zur Abspaltung der Trimethylsilylestergruppe einer sauren Hydrolyse unterzieht und dann durch Umkehrphasenhochleistungschromatographie mittels Silicagel reinigt.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I, worin R eine Acylgruppe der Formel

bedeutet, in welcher R für Hydroxyphenyl oder Hydroxypyridyl steht, werden hergestellt, indem man die alpha~Ami.no-. gruppe eines 7-phenylglycyl-, thienylglycyl- oder furylglycylsubstituierten Cephalosporins der Formel I, worin-R eine Acylgruppe der allgemeinen Formel

-233364 O

R⁴-CH-C-4

bedeutet, in welcher Q Amino ist, mit einem aktiven Ester der hydroxysubstitui^rten Benzoesäure oder der hydroxysubstituierten Pyridincarbonsäure acyliert. Zur Durchführung dieser Acylierung bildet man vorzugsweise zuerst den Hydroxybenzotriazolester der Säure in Gegenwart eines Kondensationsmittels, beispielsweise eines Carbodiimide, wie Dicyclohexylcarbodiimid. Die Acylierung des phenylglycylsubstituierten Cephalosporins der Formel I wird unter nichtwässrigen Bedingungen, beispielsweise in trockenem Tetrahydrofuran oder Acetonitril, durchgeführt.

Beispiele für verwendbare hydroxysubstituierte Benzoesäuren und hydroxysubstituierte Pyridincarbonsäuren sind 4-Hydroxybenzoesäure, 3-Hydroxybenzoesäure, 2-Hydroxybenzoesäure, 2,3-Dihydroxybenzoesäure, 2,6-Dihydroxybenzoesäure, 3,4-Dihydroxybenzoesäure, 3-Hydroxypyridin-4-carbonsäure, 2,3-Dihydroxypyridin-4-carbonsäure, 4-Hydroxypyridin-3-carbonsäure, 2,4-Dihydroxypyridin~3-carbonsäure oder 4,5-Dihydroxypyridin-3-carbonsäure.

Ein Beispiel für die Herstellung der obigen hydroxysubstituierten Benzoesäurederivate oder hydroxysubstituierten Pyridincarbonsäurederivate geht aus folgendem Reaktionsschema hervor, das eine Umsetzung von 7-Phenylglycylamido~ 3-/1-(1H-tetrazol-5-ylmethyl)-IH-tetrazol-5-ylthiomethyl/-3-cephem-4-carbonsäure in Acetonitril mit 2-Hydroxybenzoesäurehydroxybenzotriazolester unter Bildung von 7-/alpha-(2-Hydroxybenzamido)phenylacetamido/-3-/1-(1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylthiomethyl_L/-3-cepheni-4-carbonsäure zeigt.

-as- 233 3 6 A

"W J,

"H2-V-COOBT

ft

CH2-S-·

COOH

Hs-

Die Verbindungen der Formel I, worin R eine Gruppe der allgemeinen Formel

R⁸Xn-

CHa -

bedeutet, werden ausgehend von einer Verbindung der Formel I hergestellt, worin R eine Phenylglycyl-, Furylglycyl- oder Thienylglycylgruppe darstellt, welche der allgemeinen Formel

R-CH(Q)-C=O-

233 3 64 O

entspricht, worin Q für Amino steht. Bedeutet der Substi-

8 tuent R in obiger Formel Phenyl, Chlorphenyl, Furyl,

Styryl, Nitrostyryl oder Chlorstyryl, dann erfolgt die Herstellung dieser Verbindungen durch Acylierung der alpha-Aminogruppe des phenylglycylsubstituierten Cephalosporins mit einem N-Chlorcarbonylamidderivat der Formel

9 9

v-N-C-Ll OHs

_Da A_Ki_H_r ι R -v-N-C-Ll

Die N-Chlorcärbonylamide werden hergestellt durch Umsetzung des N-Methylamids der Säure der allgemeinen Formel

R⁸-COOH

mit Phosgen in einem inerten Lösungsmittel in Gegenwart eines Halogenwasserstoffakzeptors. Beispiele für bei dieser Acylierung verwendbare N-Methylamide sind N-Methylbenzamid, N-Methyl-4-chlorbenzamid, N-Methyl-3-chlorbenzamid, N-Methyl-2-furansäureamid, N-Methyl-3-furansäureamid, N-Methy1ζimtsäureämid, N-Methy1-4-chlorζimtsäureamid, N-Methyl-4-nitrozimtsäureamid, N-Methyl-2-chlorzimtsäureamid oder N-Methyl-2-hitrbzimtsäureamid.

Zu diesem Zweck wird das jeweilige N-Methylamid mit Phosgen in einem inerten Lösungsmittel, beispielsweise einem Chlorkohlenwasserstoff, wie Methylenchlorid oder Trichlormethan, in Gegenwart eines Halogenwasserstoffakzeptors, beispielsweise eines Triniederalkylamins, wie Triethylamin oder Pyridin, umgesetzt.

-233364 0

Die N-Chlorcarbonylamide werden mit der alpha-Aminogruppe der Cephalosporinverbindung mittels N-Acylierung gekuppelt, bei der man unter wässrigen oder nichtwässrigen Bedingungen in Gegenwart eines Halogenwasserstoffakzeptors arbeiten kann. Die Acylierung wird bei Temperaturen zwischen etwa -5⁰C uncl 35⁰C ducchgeführt, wobei man vorzugsweise bei etwa O⁰C bis 5°C arbeitet. Zu Beispielen für bei dieser Acylierung verwendbare Lösungsmittel gehören Acetonitril/ Tetrahydrofuran, Dimethylformamid oder Dimethylacetamid. Eine solche Acylierung wird durchgeführt, indem man beispielsweise 7-Phenylglycylamido~3-/1-(1-methyl-1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylthiomethyl/-3-cephem-4-carbonsäure in Acetonitril mittels Trimethylsilylacetamid in den entsprechenden Trimethylsilylester überführt und diesen Ester dann bei einer Temperatur von etwa 20⁰C mit N-Chlorcarbonyl-n-methyl-2-chlorbenzamid zu einer Verbindung der Formel I umsetzt, nämlich zum 7-/alpha-(N-Methyl-2-chlorbenzamido)phenylacetamido/-3-/1-(1-methyl-1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylthiomethy3./-3-cephem-4-carbonsäuretrimethylsilylester. Nach erfolgter Acylierung wird dieser Ester durch schwach saure Hydrolyse hydrolysiert und die hierbei erhaltene freie Säure durch Extraktion aus dem Reaktionsgemisch gewonnen.

In ähnlicher Weise werden auch die Verbindungen der Formel I hergestellt, worin R für eine C₁-C. Alkylaminogruppe steht, indem man ein alpha-aminosubstituiertes Cephalosporin der Formel I, mit einem durch N-Alkyl-N'-methyl-N'-chlorcarbonyl substituierten Harnstoff acyliert. So erhält man beispielsweise durch Umsetzung von Ν,Ν'-Dimethylharnstoff mit Phosgen in einem inerten Lösungsmittel das N-Chlorcarbonylderivat, welches man dann für die Acylierung des alpha-aminosubstituierten Cephalosporins unter den oben beschriebenen Acylierungsbedingungen verwendet. Beispiele für N,N'-disubstituierte Harnstoffe, die sich bei dieser Acylierung zur Herstellung von Verbindungen der Formel I

- 4

1-233364

verwenden lassen sind N,N'-Dimethylharnstoff, N-Ethyl-N¹-methylharnstoff, N-(η-Butyl)-N'-methy!harnstoff und ähnliche N-(C₁-C₄-AlKyI)-N¹-methy!harnstoffe.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen besteht in einer Umsetzung einer 7-Acylamino-3-acetoxymethyl-3-cephem-4-carbonsäure der allgemeinen Formel

R-M

¹XI L

/- - i-l /- CH2-O-C-CH3

COOH

worin R eine Acylgruppe der in Formel I angegebenen Art bedeutet, mit einem Bistetrazolmethylthiol der allgemeinen Formel V

worin R₄ für Wasserstoff oder C₁-C₃ Alkyl steht, unter Bildung der jeweiligen Verbindung der allgemeinen Formel Diese Umsetzung kann bei Temperaturen zwischen etwa 20 und 75°C unter wässrigen Bedingungen bei einem pH-Wert von etwa 7 bis 9 und vorzugsweise in Gegenwart eines mit Wasser misch-

-233364 O

baren organischen Lösungsmittels, wie Acetonitril oder Tetrahydrofuran, durchgeführt werden.

Die obige Umsetzung läßt sich ferner auch unter nichtwässrigen Bedingungen nach dem in US-PS 4 144 391 beschriebenen Verfahren durchführen.

Die Verbindungen der Formel I, worin R_ für Methoxy steht, werden hergestellt entweder durch Aclyierung der entsprechenden 7-Amino-7-methoxyverbindung (R = Wasserstoff) oder durch Austausch der 3-Acetoxygruppe einer 7-Acylamino-7-methoxycephalosporansäure oder auch durch Austausch der 3'-Halogengruppe eines 7-Acylamino-7-methoxy-3-halogenmethy1-3-cephem-4-carbonsäureesters.

Acylierurigen der in Stellung 3 substituierten 7-Amino-7-methoxykernverbindungen werden mit dem jeweiligen Kern in veresterter Form und vorzugsweise unter nichtwässrigen Acylierungsbedingungen durchgeführt. Die oben beschriebenen nichtwässrigen Acylierungsbedingungen sind geeignete Acylierungsmethoden für die 7-Methoxykernester.

Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbindung kann man wahlweise auch eine 7-Acylamino-7-methoxy-3-acetoxymethyl-3-cephem-4-carbonsäure mit einem Bistetrazolmethylthiol unter Anwendung der Reaktionsbedingungen umsetzen, wie sie oben für die nichtmethoxylierten Cephalosporine beschrieben worden sind.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung der 7-Methoxycephalosporine der Formel I besteht in einer Umsetzung eines 7-Acylamino-7-methoxy-3-brommethyl-3-cephem-4-carbonsäureesters mit einem Bistetrazolmethylthiol, wodurch man ebenfalls zu einer erfindungsgemäßen Verbindung gelangt. Zu diesem Zweck setzt man beispielsweise p-Nitrobenzyl-7-(2-thienylacetamido)—7-methoxy-3-brommethyl~3-cephem-4-carboxylat in Dimethxylformamid mit einem molaren Überschuß

233364 O

an 1-(1H-Tetrazol-5-y!methyl)-1H-tetrazol-5-thiol bei Raumtemperatur um und gelangt so zu p-Nitrobenzyl-7-(2-thienylacetamido) -T-iaethoxy-3-jh- (IH-tetrazol-5-ylmethyl)-iH-tetrazol-5-ylthiomethy3_L/-"3-cephem-4-carboxylat. Die anschließende Abspaltung der p-Nitrobenzylestergruppe führt zu einer Verbindung der Formel I, worin R₁ Wasserstoff ist. Diese Abspaltung der p-Nitrobenzylestergruppe wird durch an sich bekannte reduktive Esterspaltverfahren durchgeführt, beispielsweise durch katalytische Hydrogenolyse über 5%-igem Palladium auf Kohle in einem inerten Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran oder Acetonitril, oder durch elektrolytische reduktive Abspaltung an einer Quecksilberkathode.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen 7-methoxysubstituierten Cephalosporine lassen sich auch andere leicht abspaltbare Carbonsäure schützende Estergruppen verwenden. Zu solchen bekannten Carbonsäure schützenden Gruppen gehören beispielsweise die Diphenylmethylestergruppe und die p-Methoxybenzylgruppe, und beide diese Gruppen lassen sich durch Behandlung des jeweiligen Esters mit Trifluoressigsäure in Gegenwart von Anisol, vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 0⁰C bis 10⁰C, abspalten. Ferner können auch andere Estergruppen verwendet werden, beispielsweise Halogenalkylgruppen, wie die 2,2,2-Trichlorethy!gruppe oder die 2-Iodethylgruppe, und solche Schutzgruppen lassen sich beispielsweise durch Reduktion mit Zink und einer Säure abspalten.

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen benötigten Bistetrazolmethylthiole können erzeugt werden, indem man i-Cyanomethyl-IH-tetrazol-5-ylthiol mit Tetramethylguanidiniumazid in Dioxan bei Rückflußtemperatur umsetzt,

333b4 U

wodurch man zu 1-(IH-Tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-thiol gelangt. Das entsprechende 2H-tetrazolsubstituierte Tetrazol läßt sich herstellen, indem man 1H-Tetrazol-5-thiol, worin die Thiolgruppe mit einer Thiolschutzgruppe, wie der Benzylgruppe, geschützt ist, mit einem Halogenacetonitril, wie Chloracetonitril, in Gegewnart einer Base, wie Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxid, umsetzt. Eine solche Alkylierung führt zu einem Gemisch aus 1- und 2-Cyanomethyl-5-benzylthio-1H-tetrazol. Das erhaltene Isomerengemisch des cyanomethylsubstituierten Tetrazols wird dann mit Tetramethylguanidiniumazid oder mit Aluminiumtriazid bei erhöhter Temperatur umgesetzt, wodurch man zu einem Gemisch aus 1-(IH-Tetrazol-5-ylmethyl)-IH-tetrazol-5-thiol und 2-(IH-Tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol-5-thiol gelangt, worin die Thiolgruppe beispielsweise durch eine Benzylgruppe geschützt ist. Das Isomerengemisch der Bistetrazole läßt sich durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie über Silicagel in die einzelnen Isomeren auftrennen.

Die entsprechenden C.-C.j-alkylsubstituierten Tetrazole (R₄=C₁-C₃ Alkyl) können hergestellt werden, indem man die entsprechenden S-geschützten isomeren Tetrazole mit einem C₁-C- Alkylbromid oder einem C₁-C- Alkyliodid in Gegenwart einer Base umsetzt. Auch diese Alkylierung führt wiederum zu einem Isomerengemisch, das sich durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie in die einzelnen Isomeren auftrennen läßt. Nach erfolgter Auftrennung der einzelnen isomeren Tetrazole oder der Alkylierungsprodukte hiervon in der oben beschriebenen Weise spaltet man die S-Schutzgruppe, beispielsweise die Benzylgruppe, vom Thiol durch eiektrolytische Reduktion an einer Quecksilberkathode ab.

-2333 64 O

Wahlweise kann man das jeweilige 1-/1-(C₁-C- Alkyl)-1H-tetrazol-5-ylmethyl/-1H-tetrazol-5-thiol auch unter Verwendung von Ethyl-S-chlor-IH-ftetrazol-i-acetat herstellen. Zu diesem Zweck setzt man das 5-Chlortetrazolacetat mit einem C₁-C₃ Alkylamin zum entsprechenden N-(C₁-C₃ Alkyl)amid um. Dieses Amid wird dann durch Umsetzung mit überschüssigem Phosgen bei einer Temperatur von etwa -5°C bis 10⁰C in einem inerten Lösungsmittel, beispielsweise einem Halogenkohlenwasserstoff, wie Methylenchlorid oder Dichlorethan, in das entsprechende N-Chlorcarbonyl-N-(C₁-C₃ alkyDamid überführt. Durch Umsetzung dieses N-Chlorcarbonylamids mit Tetramethylguanidiniumazid in Dioxan bei Rückflußtemperatur wird dann das 1-/1-(C₁-C Alkyl)-1H-tetrazol-S-ylmethyiy-S-chlor-iH-tetrazol gebildet. Diese Verbindung wird schließlich mit Natriumhydrosulfid umgesetzt, um hierdurch die 5-Chlorgruppe durch die Thiolgruppe zu ersetzen.

Eine bevorzugte Gruppe erfindungsgemäßer Verbindungen stellen die Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel dar

η—ν

Λ 4 .l-Chs-S

OCH \/

worin R für eine Gruppe der folgenden Formeln steht

2333-64 O

^a" έ'"

XJ - JD

steht,in denen a, a¹, a¹¹, a¹¹¹, b, R₄ und R die oben angegebenen Bedeutungen haben.

Besonders bevorzugt sind diejenigen Verbindungen der obigen allgemeinen Formel, worin R für C₁-C₃ Alkyl steht und R₄ Wasserstoff ist. Ganz besonders bevorzugt sind hiervon wiederum die Verbindungen der obigen allgemeinen Formel, worin R für 2-Furyl oder die 2-Amino-1,3-thiazol-4-ylgruppe oder die tautomere 2-Iminoform hiervon der obigen Strukturformel steht. Die in der Seitenkette befindliche Oximinofunktion kann bekanntlich entweder syn-Form oder anti-Form haben, wobei die Verbindungen mit der syn~Form bevorzugt sind, da sie sich gegenüber den Verbindungen mit der anti-Form durch eine verbesserte Wirksamkeit auszeichnen, Zu Beispielen für Verbindungen der obigen Art gehören folgende:

syn 73-[ci-HydroxyiminG-a-(2-furyl) acetamido] -3- [1-(lH-tetrazol-5-ylmethyI)-lH-tetrazol-S-ylthioraethylj-3-cephem-4-carbonsäure,

syn 73-[a-Hydroxyimino-a-(2-amino-l,3-thiazol-4-yI)-acetamido]-3-[1-(lH-tetrazol-5-y!methyl)-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure,

233364

syn 73-[a-Methoximino-a-(2-amino-l,3-thiazol-4-yl)-acetamido]-3-[1-(lH-tetrazol-5-ylmathyl5-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl] —3-cephem-4-carbonsaure,

syn 73-[a-M2thoximino-a-(2-amino-l,3-thiazol-4-yl)-acetamido]-3-[l-methyl-lH-tetrazol-5-ylmethyl)-IH-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3~cephem-4-carbonsäure,

syn 70-[a-Hydroxyimino-a-(2-amino-l,3-thiazol-4-yl)-acetamido]-3-[l-(lH-tetr.azol-5-y!methyl) -lH-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3~cephem-4-carbcnsäure,

syn 73-[a-Methoximino-a-(2-amino-l,3-thiazol-4-yl)-acetamido]-3-[2-(lH-tetrazol-5-ylmethyl)-aH-tetrazol-5-ylthiomethylj -3-cepher:-4-carbonsäure,

und die pharmazeutisch unbedenklichen nichttoxischen Salze dieser Verbindungen.

Zu Beispielen für andere erfindungsgemäße Verbindungen der Formel I gehören folgende:

73-Benzamido-3- [1- (lH-tetrazol-5-ylrnethyl) -iH-tetrazoi-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure,

73-Phenylacetamido-3 [1-(lH-te-crazol-5-ylrriathyl) -IH-tetrazol-5-ylthiomathyl]-3-cephem-4-carbonsäure,

73-^phenoxyacetamido-3-[1-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylmethyl)-lH-tatrazol-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure,

73-Phenoxyacetamido-7α-methoxy-3-[1-(lH-tetrazol-5-yl)-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure,

73-Phenoxyacatamido-3-[2-(lH-tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol-5-ylthio-nethyl] -3-cephem-4-carbonsäure,

233 36 4

73- (2-Thieny!.acetamido) -3- [1-(lH-tetrazol-5-ylmethyl) lH-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure,

73-(2-Thienylacetamido)-Ta-methoxy-S-[1-(1-ethyl-lH-tetra2ol-5-ylmethyl)-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure,

Tß-Phenylmercaptoacetamido-S-[1-(lH-tetrazol-5-ylmethyl)-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure,

7&-(D-Phenylglycylamido)-3-[1-(1-methyl-lH-tetrazol-5-ylmethyl)-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure,

73-(D-Mandelamido)-7a-methoxy-3-[1-(lH-tetrazol-5-ylmethyl)-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure,

70-(D-α-Carboxyphenylacetamido)-3-[1-(lH-tetrazol-5-ylmethyl)-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure,

73-(D-a-Sulfophenylacetamido)-3-[1-(1-methyl-lH-tetrazol-5-ylmethyl)-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure,

73-[α-Amino-(2-thienyl)acetamido]-3-[2-(lH-tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure,

73-[a-(2,3-Dihydroxybenzamido)phenylacetamido]-3-[1-(lH-tetrazol-5-ylmethyl)-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl]

3-cephem-4-carbonsäure/

233364

7£J- [α-(2-Rydroxypyridin-l-ylcarbonylamino) phenylacetamido]-3-[1-(lH-tetrazol-5-ylmethyl)-lH-tetrazol-5-ylthioiaethyl] ~3-cephem-4-carbor.säure_/

und die alpha-substituierten Aminophenylacetamidoverbindungen der allgemeinen Formel

worin R für eine Gruppe der folgenden allgemeinen Formeln steht

ar

H₃

sr

j ι

H-f/ \| 1 1

V- oder

- 233364 0

sowie die pharmazeutisch unbedenklichen Salze dieser Verbindungen.

Die erfindungsgemäßen bistetrazolthiomethylsubstituierten Cephalosporine stellen Breitbandantibiotika dar, die das Wachstum von sowohl grampositiven als auch gramnegativen Microorganismen hemmen, welche Krankheitserreger für Mensch und Tier sind. Die antibakterielle Wirksamkeit dieser Verbindungen ist anhand von Untersuchungen in vitro mittels der sogenannten Agarverdünnungsmethode bestimmt worden. Die hierbei für typische erfindungsgemäße Verbindungen erhaltenen minimalen Hemmkonzentrationen gehen aus der folgenden Tabelle II hervor.

Tabelle II

~ antibakterielle Wirksamkeit von Bistetrazolmethylcephalosporinen

in vitro untersuchte Verbindung

minimale Hertirikgnzentration (mcg/ml)

Microorganismus

Stamm

Staphylococcus aureus

Staphylococcus epidermidis

» Il

Streptococcus Group A Streptococcus pneumpniae Streptococcus Group D

n κ

Haemophilus influenzae

Xl.1	2	0,5	1	4	4	2	4
V41	2	2	8	16	8	4	8
X400	16	32	128	>128	>128	>128	>128
S13E	8	4	16	32	16	8	32
EPIl	16	4	8	8	16	8	32
EPI2	8	4	32	32	64	32	64
C203	0,5	1	0,5	0,5	0, 06	0,03	0, 03
PARK	4	2	0,25	0,25	0, 03	0,015	0, 03
X66	64	128	>128	128	>128	>128	>128
9960	>128	64	128	64	16	16	>128
2 Brun	--	—	4	0,015	0, 125	0,125	0, 06
2513	—	—	4	0,015	0, 125	0,125	0, 06

CL.' 76"

0,25 0,25

0,5

U>cn

Tabelle II (Forts.)

untersuchte Verbindung miniinale Hentrkonzentration (mcg/ml)

Microorganismus

Staitm

Shigella sonnei Escherichia coli

Il

Klebsiella sp.

Il Il

Enterobacter aerogenes

Il

cloacae

Il

Salmonella sp,

N9	8	4	1	0,25	0,125	0, 125	2
NlO	8	4	2	2	0,25	0,25	0,25
EC14	4	2	0,25	0,125	0,06	0,06	0,125
TEM	4	8	8	16	0,125	0,125	0,125
X26	1	0,5	2	1	0,06	0,06	0,125
KAE	4	>128	>128	>128	16	4	8
X68	4	0,5	0,25	0,25	0,06	0,125	0,06
C32	>128	32	4	2	0,25	0,125	0,25
EB17	>128	16	2	0,5	0,25	0, 25	0,25
EB5	>128	>128	128	2	2	1	2
265A	>128	>128	>128	128	64	32	64
X514	1	0,5	1	2	0,125	0, 25	0,125
1335	2	1	2	4	0,25	0, 5	0,5

Tabelle II (Forts.)

untersuchte Verbindung^ minimale Kemmkonzentration (mcg/ml)

.iicroorganismus

Startin

Pseudomonas aeruginosa

II «I

Il »·

Serratia marcescens

Il Il

Proteus morgariii " inconstans " rettgeri

Il It

Citrobacter freundii Bordetella bronchoseptica

X528 X239 Psl8

PR15

PR33

CF17 16

>128 >128 >128

16

64 4 4 1

>128 >128

>128 >128 >128

32 >128

2 2

4 0,5

>128 16

8 4 8

32 32

16 8

32 32 32

0,25 0,125 1 0,5

1 0,06 0,125

2 0,125 0,5 4 0,125 0,03

0,125 0, 25

32 16

32

128

16 16 32

0,25 2

0,5 1

0,03 2

64 64

233364

' A. 7£- (2-rhienylacetaiaido) ^a-methoxy-S- fl- (IH-tetrazol-5-ylmethyl)-rlii-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure

B. 7ß-(2-Thienylacetamido)-3-[1-(1-methyl-lH-tetrazol-5-ylmethyl)-lH-tetrazol-5-ylthiornethyl]-3-cephem-4-carbonsäure

C. 73-(D o-Formylmandelamido)-3-[l-(lH-tetrazol-5-ylmethyl)-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure

D. 7ß-[D a-(4-Ethylpiperazin-2_f3-dione-l-ylcarbonylamino)-a-(4-hydroxyphenyl)acetamido]-3-[IH-tetrazol-5-ylmethyl) -lH-tetrazol-S-ylthioinethyl] -3-cephem~

4-c ar bonsäure

E. syn 7(ä-[a-Methoximir.o-a-(2-amino-l,3-thiazol-4-yl)-acetamido]-3-[1-(lH-tetrazol-5-ylmethyl)-IH-tetrazol-5-ylthiomethyi]-3-cephem-4-carbonsäure

F. syn 7ß-[a-Methoxiraino-c.-(2-amino-l,3-thiazol-4-yl)-acetamido]-3-[1-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylmethyl)-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl] -S-cepherr.^-carbonsäure

G. syn 7ß- [a-Methox'iniinc-α-(2-amino-l, 3-thiazol~4-yl) acetamido] -3- [2- (lK-tetrazol-5-ylmethyl) -2H-t.etrazol· 5-ylthio.^rnethyl]-3-cepheni-4-carbonsäure

Gegenüber H. influenzae empfindlicher Stamm Gegenüber H. influenzae resistenter Stamm

Die aus der Tabelle II hervorgehenden Versuchsdaten sind nach der Agarverdünnungsmethode unter Verwendung von Mueller-Hinton-Agar, der 2 % Supplement C (Difco) enthält/ erhalten worden. Hierbei werden zweifache Reinverdünnungen durchgeführt/ wobei die höchste Versuchskonzentration 128 mcg/ml beträgt.

Die Verbindung E (Tabelle II), nämlich eine bevorzugte erfindungsgemäße Verbindung, wird Mäusen verabreicht-, die mit verschiedenen Krankheitserregern infiziert sind, um auf diese Weise die wirksame Dosis (ED-.-Wert) dieser

-233364 O

0,1	6
0,1	2
1,0
7,6
0,2	1

Verbindung zu ermitteln. Aus der folgenden Tabelle III gehen die ED_5Q-Werte für die angegebenen Krankheitserreger hervor.

Tabelle III Wirksamkeit der Verbindung E bei Mäusen in vivo

1 Bakterien (Stamm) ED_5Q-Wert (mg/kgx2) s.c.

Escherichia coli (EC14) Proteus vulgaris (PV2S) Serratia marcescens (SE3) Staphylococcus aureus (3055) Streptococcus pyogenes (C203)

Subkutane Dosen jeweils 1 und 5 Stunden nach erfolgter Infektion

Die Verbindung E ist ferner wirksam bei der Behandlung von ampicillinresistenter und durch Haemophilus influenzae hervorgerufener Meningitis bei jungen Ratten. Verabreicht man diese Verbindung E jungen Ratten subkutan in einer Dosis von 20 mg/kg, dann ist sie in der Cerebrospinalflüssigkeit solcher Ratten in wirksamen Mengen vorhanden.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen eignen sich zur Behandlung von Infektionskrankheiten bei Mensch und Tier, wenn man sie parenteral in wirksamen Dosen von etwa 50 bis 500 mg/kg verabfolgt. Die Verbindungen können in Form geeigneter Formulierungen intramuskulär oder intravenös verabreicht werden. Zur Herstellung von intramuskulär verabreichbaren Zubereitungen kann man sterile Formulierungen eines geeigneten Salzes der jeweiligen erfin-

-2333 6 4 O

dungsgemäßen Verbindung, beispielsweise eines Natrium-Salzes, in einem pharmazeutischen Verdünnungsmittel, wie zur Injektion geeignetem Wasser, in physiologischer Kochsalzlösung oder in einer Suspension einer geeigneten pharmazeutisch unbedenklichen ölgrundlage, wie beispielsweise einem Ester einer langkettigen Fettsäure, wie Ethyloleat, bilden. Zur Herstellung intravenös verabreichbarer Zubereitungen formuliert man ein pharmazeutisch unbedenkliches Salz einer erfindungsgemäßen Verbindung in einer physiologischen Flüssigkeit, wie Ringer-Lösung, 5%-iger Dextrose oder einer anderen geeigneten physiologischen Flüssigkeit. Die Menge an zu verabreichendem Antibiotikum ist wie bei der üblichen Antibiotikatherapie im allgemeinen abhängig von der Stärke der Infektion, der Empfindlichkeit des jeweiligen Patienten und der Art der die Infektion hervorrufenden Microorganismen. Im allgemeinen werden die Verbindungen solange 2 bis 4 mal täglich verabreicht, bis die Infektion unter Kontrolle ist. Zur Erfindung gehören daher auch pharmazeutische Mittel aus einem Wirkstoff und einem physiologischen Träger, die als Wirkstoff eine Verbindung der allgemeinen Formel I, worin R für Wasserstoff steht, oder ein pharmazeutisch unbedenkliches Salz hiervon enthalten.

-233364 O

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert. Die in diesen Beispielen beschriebene Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) wird unter Verwendung einer mit Silicagel gefüllten Säule von Waters and Associates, Modell 500, durchgeführt. Die angegebenen kernmagnetischen Resonanzspektren (NMR-Spektren) sind mit einem Spektrometer Modell T-60 von Varian Associates bestimmt worden. Für die Spektren bei 90 MHz wird ein Gerät von Jeol, Modell FX-90Q verwendet. Für die Spektren von 100 MHz wird ein Spektrometer von Jeol, Modell PFT-100 verwendet. Als Standard für die NMR-Spektren wird Trimethylsilan (TMS) verwendet. Die im Zusammenhang mit den NMR-Spektren angegebenen Abkürzungen haben folgende Bedeutungen:

s = Singlett

q = Quartett

m = Multiplett

d = Doublett

t = Triplett

Die in den einzelnen Beispielen eventuell verwendeten Abkürzungen für bestimmte Lösungsmittel haben folgende Bedeutungen:

THF = Tetrahydrofuran

DMF = Dimethylformamid

DMAC β Dimethylacetamid

MSA ss Trimethylsilylacetamid BSA = Bistrimethylsilylacetamid

Beispiel 1

7-Amino-3-/1-(1-methyl-1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylthiomethyl/-3-cephem-4-carbonsäure

Eine Lösung von 1,54 g 7-Aminocephalosporansäure und 1,0 g (5 mMol) 1-(i-Methyl-IH-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-thiol in 7,0 ml Eisessig wird in einem Ölbad auf etwa 65 bis 70⁰C erhitzt. Das heiße Reaktionsgemisch wird mit 3,6 ml Bortrifluoridetherat versetzt und dann unter Rühren 1 Stunde auf 65 bis 70⁰C gehalten. Hierauf wird das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und mit 10 ml Wasser versetzt. Nach beendeter Wasserzugabe wird das Reaktionsgemisch 15 Minuten gerührt, worauf man es abfiltriert und in einem Eisbad abkühlt. Sodann stellt man den pH-Wert des kalten Gemisches mit konzetriertem Ammoniumhydroxid auf 4,5 ein. Der entstandene Niederschlag wird abfiltriert, und dann wiederholt mit Wasser, mit Aceton und schließlich mit Diethylether gewaschen. Das hierdurch erhaltene weißliche feste Produkt wird 1 Stunde bei 40⁰C unter Vakuum getrocknet. Auf diese Weise gelangt man zu 1,5 g (Ausbeute = 80 %) der Titelverbindung.

Dieses Produkt verfügt über folgende analytische Daten:

Elementaranalyse für C₁₃H₁₄N₁₀O₃S₂

berechnet: C 35,12; H 3,44; N 34,13; S 15,62; gefunden: C 35,62; H 3,53; N 31,63; S 14,52.

-1 IR-Spektrum (KBr): Carbonylabsorption bei 1800 cm

NMR-Spektrum (T-6 0,

-2333 64

Beispiel 2

7ß-/alpha-Methoximino-alpha-(2-amino-1,3-thiazol-4-yl)-acetamido/-3-/1-(1-methyl-1H-thiazol-5-ylmethyl)-1H-tetra zol- 5-y 1 thiomethy3^/-3 -cephem-4 -carbonsäure

Eine Lösung von 5,9 g (15,6 mMol) 7-AmXnO-S-/!-(1-methyI-1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylthiomethyl7-3~ cephem-4-carbonsäure in 60 ml Aceton und 60 ml Wasser wird mit 6,2 g (17,0 mMol) alpha-Methoximino-alpha-(2-amino-1,3-triazol-5-yl)essigsäurehydroxybenzotriazolester versetzt, und der pH-Wert der Lösung wird mit · 45%-iger Kaliumphosphatlösung auf etwa 7,5 gehalten. Das Reaktionsgemisch wird etwa 12 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und dann zur Entfernung des als Lösungsmittel vorhandenen Acetons unter Vakuum eingedampft. Der wässrige Rückstand (pH-Wert = 7,0) wird zweimal mit jeweils 100 ml Ethylacetat exatrahiert und dann filtriert. Die wässrige Schicht wird auf etwa O⁰C abgekühlt und mittels 20%-iger Chlorwasserstoffsäure auf pH 2,5 eingestellt. Das als Niederschlag ausgefallene Acylierungsprodukt wird abfiltriert und wiederholt mit Wasser gewaschen. Sodann wird das Produkt unter Vakuum bei Raumtemperatur getrocknet.

Das in obiger Weise erhaltene Produkt wird hierauf wie folgt durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie gereinigt:

Eine Lösung von 7,0 g der Verbindung in 200 ml 0,05-molarem Ammoniumacetat, das 0,3 ml Ammoniumhydroxid enthält, wird in einem Gerät von Waters and Associates, Modell 500 einer Hochleistungsflüssigkeitschromatographie unterzogen, und zwar unter Verwendung von C.g-Umkehr-

-233364 0

phasensilicagel, wobei man zuerst mit einem Gemisch aus 12 % Acetonitril, 2 % Essigsäure und 36 % Wasser und anschließend mit einem Gemisch aus 15 % Acetonitril/ 2 % Essigsäure und 83 % Wasser arbeitet. Es werden 32 Fraktionen von jeweils 250 ml aufgefangen. Das Chromatogramm wird durch analytische Hochleistungsflüssigkeitschromatographie überwacht. Die Fraktionen 15 bis 22 werden vereinigt und unter Vakuum eingeengt. Das aus dem Konzentrat ausgefallene Produkt wird abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Nach entsprechendem Trocknen gelangt man zu 1,4 g der Titelverbindung.

Das gereinigte Produkt weist folgendes kernmagnetisches ResonanzSpektrum auf:

NMR-Spektrum (100 MHz, DMSO-d-) : er* = 3,65 (m, 2H,

C-2 Methylen), 3,85 (s, 3H, Oximmethyl), 4,15 (s, 3H, N-Methyl /Tetrazol./) , 4,35 (m, 2H, C-3 · Methylen), 5,13 (d, 1H, C-6 H), 5,76 (q, 1H, C-7 H), 6,1 (s, 2H, Methylen), 6,74 (s, IH, Thiazol H), 7,20 (breites s, 2H, Thiazolamino H) und 9,58 (d, 1H, Amid H) ppm.

Beispiel 3

7-Amino-3-/1-(iH-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol~5-ylthiomethy_l/-3-cephem-4 -carbonsäure

Eine Suspension von 5,3 g (29 itiMol) 1- (1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-thiol und 6,8 g (25 mMol) 7-Aminocephalosporansäure wird in 38 ml Eisessig suspendiert, und die hierdurch erhaltene Suspension wird dann in einem ölbad auf etwa 62 bis 65°C erhitzt. Die heiße Suspension versetzt man dann mit 16,6 ml Bortrifluoridetherat (destilliert), wodurch man zu einer nahezu voll-

233364 O

ständigen Lösung gelangt. Sodann wird das Reaktionsgemisch unter Rühren 1 Stunde auf etwa 16 bis 65⁰C erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird abgekühlt und 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt, worauf man 45 ml Wasser zugibt. Das verdünnte Reaktionsgemisch wird auf 0⁰C abgekühlt und mittels konzentriertem Ammoniumhydroxid auf einen pH-Wert von 4,0 eingestellt. Das ausgefallene Produkt wird mit Wasser, Aceton und Diethylether gewaschen und schließlich 2 Stunden bei 50⁰C in einem Vakuumschrank getrocknet. Auf diese Weise gelangt man zu 8,0 g des gewünschten Produkts (Ausbeute = 88 %) in Form eines hellbeigen Pulvers.

NMR-Spektrum (T-60, Natriumbicarbonat/D₂0) ppm = 4,3 (m, 2H, C-3· Methylen) und 5,9 (s, 2H, Methylenbrücke der Tetrazolring.) delta.

Beispiel 4 .

7ß-/alpha-Methoximino-alpha-(2-amino-1,3-thiazol~4-yl)-acetamido/^-/!-(IH-tetrazol-5-ylmethyl)-IH-tetrazpl-5-ylthiomethyl/-3-cephem-4-carbonsäure

Eine Lösung von 7,5 g (20,6 mMol) des nach obigem Beispiel hergestellten Bistetrazolmethylkerns in 75 ml Wasser und 75 ml Aceton versetzt man mit 8,6 g (23,5 mMol) alpha-Methoximino-alpha (2-amino-1 ,3-thiazol-4-~yl) essigsäurehydroxybenzotriazolester. Das Acylierungsge- misch wird unter Verwendung einer 45%-igen Lösung von Kaliumphosphat auf einem pH-Wert von 7,5 gehalten. Das Reaktionsgemisch wird etwa 12 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, worauf man das als Lösungsmittel vorhandene Aceton unter Vakuum verdampft. Der wässrige Rückstand wird abfiltriert und in einem Eisbad gekühlt. Der pH-Wert der wässrigen Schicht wird mit 20%~iger Chlorwasserstoffsäure auf 2,4 eingestellt. Das hierbei als dicker gelber

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Niederschlag ausgefallene Produkt wird abfiltriert, wiederholt mit Wasser gewaschen und an der Luft getrocknet. Auf diese Weise gelangt man zu 6,5 g des gewünschten Produkts in Form eines hellbeigen Feststoffs.

Dieses Produkt wird dann wie folgt durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie gereinigt:

Man löst etwa 12 g des in obiger Weise hergestellten Produkts in 100 ml Wasser durch solangen Zusatz einer 45%-igen wässrigen Lösung von Kaliumphosphat, bis ein pH-Wert von 5,4 erreicht ist. Die erhaltene Lösung pumpt man dann durch eine mit Silicagel gefüllte Kolonne zur Hochleistungsflüssigkeitschromatographie von Waters and Associates, Modell 500, und zwar unter Anwendung einer Umkehrphasenpatrone und Arbeiten mit folgenden Systemen:

A. 8 % Acetonitril·: 2 % Essigsäure: 90 % Wasser (4 Liter)

B. 10 % Acetonitrile % Essigsäure:88 % Wasser (6 Liter)

Hierbei werden 40 Fraktionen von jeweils 250 ml aufgefangen, wobei man die einzelnen Fraktionen durch Ultraviolettabsorption überwacht. Die Fraktionen 11 bis werden vereinigt und lyophilisiert, wodurch man zu 2,5 g eines amorphen weißen Feststoffs gelangt.

NMR-Spektrum (360 MHz, DMSOdg):^ =(ppm) 3,65 (m 2H, C-2 Methylen), 3,85 (s, 3H, Oximmethyl, syn), 4,35 (m, 2H, C-3¹ Methylen), 5,13 (d, 1H, C-6H), 5,80 (q, 1H, C-7H), 6,02 (m, 2H, Methylenbrücke der Tetrazolringe), 6,75 (s, 1H, Thiazolring H), 7,24 (breites s, 2H, Thiazolamino) und 9,60 (d, 1H, 7-Amid H).

233364 O

Beispiel 5

7ß-/alpha-Methoximino-alpha-(2-amino-1,3-thiazol-4-yl)-acetamido/-^-/^- (iH-tetrazol-5-ylmethyl) -2H-tetrazol-5-ylthiomethy3./-3-cephem-4-carbonsäure

Eine Lösung von 202 mg (1,1 mMol) 2-(1H~Tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol-5-thiol in 6 ml eines Puffers vom pH 7 (die Lösung wird erhalten mit 176 mg (2,1 mMol) Natriumbicarbonat) wird mit 460 mg (1 mMol) 7ß-/alpha-Methoximino-alpha(2-amino-1,3-thiazol-4-yl) acetamido/-cephalosporansäure versetzt und dann in einem ölbad 22 Stunden auf etwa 55 bis 6O⁰C erhitzt. Nach dieser Zeit ergibt ein Dünnschichtchromatogramm des Reaktionsgemisches, daß die Reaktion etwa zur Hälfte beendet ist. Das Reaktionsgemisch wird mit weiteren 100 mg des Thiols und einer äquivalenten Menge Natriumbicarbonat versetzt. Sodann wird das Reaktionsgemisch etwa 12 Stunden auf 55 bis 60⁰C erhitzt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und zweimal mit jeweils 50 ml Ethylacetat gewaschen. Die wässrige Schicht wird abfiltriert und das Filtrat in einem Eisbad auf etwa 0⁰C gekühlt. Der pH-Wert der wässrigen Schicht wird unter kräftigem Rühren auf 3,2 eingestellt, wodurch das gewünschte Produkt in Form eines gelborangen Niederschlags ausfällt. Das Produkt wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen und unter Vakuum bei Raumtemperatur getrocknet. Auf diese Weise gelangt man zu 153 mg eines Gemisches aus den syn- und anti-Formen des Produkts. Die Isomeren werden über ümkehrphasensilicagel unter Verwendung von 15 % Acetonitril, 2 % Essigsäure und 83 % Wasser (Volumen:Volumen:Volumen) aufgetrennt.

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NMR-Spektrum für das syn Isomer (360 MHz, DMSOd,): ei =3,65 (m, 2H, C-2 Methyl), 3,85 (s, 3H, Oximmethyl) , 4,27 (m, 2H, C-3' Methylen), 5,13 (d, 1H, C-6H), 5,82 (q, 1H, C-7H), 6,42 (s, 2H, Methylenbrück der Tetrazolringe), 6,87 (s, 1H, Thioazol H), 7,29 (breites s, 2H, Thiazolamino) und 9,61 (d, 1H, 7-Amid H) ppm.

NMR-Spektrum des anti Isomers (360 MHz, DMSOd,): (J = 3,60 (m, 2H, C-2 Methylen), 3,95 (s, 3H, Oximmethyl), 4,27 (m, 2H, C-3¹ Methylen), 4,97 (d, 1H, C-6H), 5,76 (q, 1H, C-7H), 6,33 (s, 2H, Methylenbrücke der Tetrazolringe), 7,14 (breites s, 2H, Thiazolamino H), 7,4 6 (s, 1H, Thiazol H) und 9,43 (d, 1H, 7-Amid H) ppm.

Beispiel 6

7-(2-Thienylcaetamido)-3-/1-(1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylthiomethyl_l/-3-cephem-4-carbonsäure

Eine Lösung von 808 mg (2 mMol) Natrium-7- (2-thienylacetamido) -3-acetoxymethyl-3-cephem-4-carboxylat (Natriumcephalothin), 368 mg (2mMol) 1-(1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-thiol und 168 mg (2 mMol) Natriumbicarbonat in 16 ml Wasser wird in einem ölbad 7 Stunden auf etwa 55 bis 60⁰C erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird unter Vakuum auf ein Volumen von etwa 8 ml eingeengt und dann auf eine mit Umkehrphasensilicagel gefüllte Säule zur präparativen Hochleistungsflüssigkeitschromatograpie gegeben. Zur Auftrennung verwendet man zuerst ein Gemisch aus 15 Volumenprozent Acetonitril und 2 Volumenprozent Essigsäure in Wasser. Es wird eine Reihe von jeweils 20 ml umfassenden Fraktionen gesammelt, wobei man nach etwa 90 Fraktionen das Eluiermittel verändert und ein Gemisch aus 20 Volumenprozent Acetonitril in Wasser verwendet. Die das gewünschte

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Produkt enthaltenden Fraktionen 133 bis 153 werden vereinigt und eingedampft. Auf diese Weise gelangt man zu 350 mg kristallinem Produkt in Form des p-Nitrobenzylesters. Die Fraktionen 181 bis 193 enthalten das als Ausgangsmaterial verwendete Natriumcephalothin.

Das kristalline Produkt verfügt über folgende physikalische Daten:

NMR-Spektrum (100 MHz, DMSO-dg):<} =3,63 (m, 2H, C-2 Methylen), 3,73 (s, 2H, Thiophenacetylmethylen), 4,32 (m, 2H, C-3' Methylen), 5,04 (d, 1H, C-6H), 5,63 (q, 1H, C-7H), 5,97 (s, 2H, Tetrazolmethylen), 6,8-7,4 (m, 3H, Thiophen H) und 9,08 (d, 1H, 7-Amid H) ppm.

Elementaranalyse

berechnet: C 39,22; H 3,10; N 26,91; gefunden: C 38 ,86 ; H 3,33 ; N 25,11.

IR-Spektrum (KBr): ß-Lactamcarbonylabsorption bei 1775 cm Felddesorptionsmassenspektrum: MW = 521. Beispiel 7

7-(2-Thienylacetamido)-7-methoxy-3-/1-(1H-tetrazol-5-ylmethyl) -1H-tetrazol-5-ylthiomethyl./-3-cephem-4-carbonsäure

Eine Lösung von 3,1 g (5,3 mMol) p-Nitrobenzyl-7-(2-thienylacetamido)^-methoxy-S-brommethyl-S-cephem^- carboxylat und 1,38 g (7,5 mMol) 1-(IH-Tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-thiol in 20 ml Dimethylformamid wird etwa 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wird in 150 ml eines Gemisches aus gleichen Volumenteilen von 1n Chlorwasserstoffsäure und von

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Ethylacetat gegossen. Die organische Schicht wird abgetrennt, zweimal mit 1n Chlorwasserstoffsäure und einmal mit Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und zur Trockne eingedampft. Auf diese Weise gelangt man zu 3 g des unreinen Produkts in Form eines hellbraunen Schaums. Das Produkt wird über 75 g Silicagel unter Verwendung von 1 Liter Methylenchlorid und dann von 2 Liter Methylenchlorid, welches 2 % Methylalkohol enthält, zur Elution chromatographiert. Die Säule wird während der Elution unter Stickstoffdruck gehalten. Die das gewünschte Produkt enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und zur Trocken eingedampft. Das zurückbleibende öl wird in Ethylacetat gelöst und die Lösung filtriert. Das Filtrat wird unter Vakuum zur Trockne eingeengt. Auf diese Weise gelangt man zu 0,84 g Produkt.

Das obige Produkt wird dann wie folgt einer Esterspaltung durch elektrolytische Reduktion unterzogen:

Eine Lösung von 700 mg (1 mMol) des p-Nitrobenzylesters in 30 ml 1n Schwefelsäure in Dimethylformamid wird in eine Elektrolysezelle gegeben, die eine Quecksilberkathode und eine Platindrahtanode enthält. Die Elektroden sind durch eine gesinterte Glasfritte voneinander getrennt. Die Reduktion wird bei einer Spannung von -0,64 Volt über eine Zeitdauer von 3 Stunden durchgeführt. Die Reduktionslösung wird aus der Zelle entnommen und in 100 ml eines Gemisches aus gleichen Volumina an Ethylacetat und 1n Chlorwasserstoffsäure gegossen. Die organische Schicht wird abgetrennt und zweimal mit 1n Chlorwasserstoffsäure gewaschen. Sodann extrahiert man das Produkt aus der organischen Schicht mit 50 ml wässrigem Natriumhydroxid vom pH 7,5 und wäscht den wässrigen Extrakt mit Ethylacetat. Die wässrige Schicht wird mit frischem Ethylacetat überschichtet und dann mit Chlor-

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wasserstoffsäure auf pH 2,2 angesäuert. Die organische Schicht wird abgetrennt, zweimal mit 1n Chlorwasserstoff säure und mit Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Auf diese Weise gelangt man zu 290mg der freien Säure des Produkts in Form eines gelben Schaums.

Dieses Produkt wird dann wie folgt gereinigt:

Man löst 270 mg des Produkts in 0,05-molarem Ammoniumacetat unter Zuagbe von 2 Tropfen konzentriertem Arninoniumhydroxid zu der Suspension des Produkts, worauf man die erhaltene Lösung filtriert und zur Hochleistungsflüssigkeitschromatographie auf eine mit Umkehrphasensilicagel gefülltepräparative Säule gibt. Die Säule wird zuerst mit einem Gemisch aus 12 % Acetonitril, 2 % Essigsäure und Wasser und anschließend mit einem Gemisch aus 15 % Acetonitril, 2 % Essigsäure und Wasser eluiert. Es werden verschiedene Fraktionen von jeweils 20 ml aufgefangen, wobei man die Fraktionen 72 bis 89 vereinigt und lyophilisiert. Auf diese Weise gelangt man zu 75 mg des Produkts in Form eines trockenen Pulvers.

Dieses Produkt verfügt über folgende analytische Daten % IR-Spektrum (KBr): ß-Lactamcarbonylabsorption bei 1775 cm Felddesorptionsmassenspektrüm: MW = 551.

NMR-Spektrum (100 MHz, DMSO-dg) : <?=3,34 (s, 3H, 7-Methoxy) , 3,51 (m, 2H, C-2 Methylen), 3,80 (s, 2H, Thiophenacetylmethylen), 4,29 (s, 2H, Tetrazolmethylen), 6,9-7,4 (m, 3H, Thiophenring H) und 9,42 (s, 1H, 7-Arnid H) ppm.

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Beispiel 8

7-(0-Formylmandelamido)-3-/1-(1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-thiol./-3-cephem-4-carbonsäure

Eine Lösung von 1,01 g (5,5 mMol) 1-(1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-thiol in 15 ml eines Puffers vom pH 7,0, die 0,88 g Natriumbicarbonat enthält, versetzt man mit 2,28 g (5 mMol) Natrium-7-(O-formylmandelamido)-3-acetoxymethyl-3-cephem-4-carboxylat, und diese Lösung wird dann 16 Stunden bei einer Temperatur von etwa 60 bis 65⁰C gerührt. Das Reaktionsgemisch wird auf Raumtemperatur abgekühlt und durch Eindampfen unter Vakuum auf ein Volumen von 6,5 ml eingeengt. Das Konzentrat wird einer Hochleistungsflüssigkeitschromatographie unter Verwendung von ümkehrphasensilicagel unterzogen, wobei man als Eluiermittel ein Gemisch aus 12 % Acetonitril, 2 % Essigsäure und Wasser verwendet. Es werden mehrere Fraktionen von jeweils 20 ml aufgefangen und bezüglich des Gehalts an Cephem durch UV-Licht überwacht» Die Fraktionen 94 bis 107 werden vereinigt und lyophilisiert* Auf diese Weise gelangt man zu 120 ml der Titelverbindung.

NMR-Spektrum (90 MHz, DMSO-d_g) : Signale bei (? =3,84 (m, C-2 Methylen), 4,54 (m, C-3' Methylen), 5,26 (d, C-6H), 5,32 (s, Methin H der Madelamidoseitenkette), 5,94 (q, C-7H), 6,24 (s, Tetrazolmethylen), 7,4-7,8 (m, Phenyl H) und 9,04 (d, 7-Amin H) ppm.

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Beispiel 9

7-/alpha- H-Ethylpiperazin^jS-dion-i-ylcarbonylamino) alpha-(4-hydroxyphenyl)ac etamido/-3-/1-(1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylthiomethyV-3-cephern-4-carbonsäure

Eine Suspension von 8,3 g (50 iiiMol) 4-Hydroxyphenylglycin in 75 ml Tetrahydrofuran wird mit 25 ml Bistrimethylsilylacetamid versetzt, worauf man das Ganze zuerst 15 Minuten bei Raumtemperatur und dann 2,5 Stunden bei 75⁰C zur Bildung einer Lösung rührt. Die Lösung wird auf 0⁰C gekühlt und mit 25 ml Propylenoxid versetzt. Sodann versetzt man die Lösung mit einer Lösung von 11g 4-Ethylpiperazin-2,3-dion-1-ylcarbonylchlorid in 100 ml Tetrahydrofuran, worauf man das Reaktionsgemisch 1 Stunde bei 0⁰C und dann 4 Stunden bei Raumtemperatur rührt. Das Reaktionsgemisch wird mit 40 ml Methylalkohol versetzt und nach 15 Minuten langem Rühren zur Trockne eingedampft. Der hierbei anfallende gummiartige Rückstand wird in einem Gemisch aus Ethylacetat und wässrigem Natriumbicarbonat gelöst, worauf man die wässrige Schicht abtrennt, mit Ethylacetat wäscht, filtriert und auf 0⁰C kühlt. Die kalte Lösung wird mit 200 ml frischem Ethylacetat überschichtet und dann mittels konzentrierter Chlorwasserstoff säure auf einen pH-Wert von 1,9 eingestellt. Die organische Schicht wird abgetrennt, mit einer Ethylacetatwaschflüssigkeit der angesäuerten wässrigen Phase vereinigt und über Natriumsulfat getrocknet. Durch Eindampfen der getrockneten organischen Schicht gelangt man zu 6,7 g (Ausbeute = 40 %) alpha(4-Ethylpiperazin-2,3-dion™ 1-ylcarbonylamino)-4-hydroxyphenylessigsäure.

Eine Lösung von 670 mg (2 mMol) der Säure und 306 mg Hydroxybenzotriazol in 10 ml Tetrahydrofuran, die 0,5 g Molekularsieb enthält, wird 1 Stunde bei Raumtemperatur

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gerührt, auf 0⁰C abgekühlt und unter weiterem 20 Minuten langem Rühren mit 450 mg Dicyclohexylcarbodiimid versetzt. Das Reaktionsgemisch wird zur Entfernung des Molekularsiebs und des Dicyclohexylharnstoffs filtriert und das erhaltene Filtrat zu einer auf O⁰C gekühlten Lösung von 750 mg (2 mMol) 7-Amino-3-/1-(1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylthiomethyl./-3-cephem-4-'carbonsäure in 5 ml Tetrahydrofuran und 5 ml Wasser gegeben, die 0,52 ml Triethylamin enthält. Das Reaktionsgemisch wird etwa 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, worauf man das Tetrahydrofuran durch Verdampfen unter Vakuum entfernt. Das erhaltene Konzentrat wird mit 20 ml Wasser verdünnt und dann mit 45%-iger wässriger Lösung von Kaliumphosphat auf pH 7,0 eingestellt. Die angesäuerte Lösung! wird mit 20 ml Ethylacetat gewaschen, filtriert, auf 0⁰C gekühlt und mit 20%-iger Chlorwasserstoffsäure auf pH 1,9 angesäuert. Sodann wird die überstehende Flüssigkeit von der als Produkt ausgefallenen gummiartigen Masse dekantiert. Die.gummiartige Masse wird mit 25 ml frischem Wasser versetzt, worauf man das Gemisch 15 Minuten beschallt, bis ein hellbrauner Feststoff entstanden ist. Das Produkt wird abfiltrierjt,

mit Wasser gewaschen und unter Vakuum bei Raumtemperatur getrocknet. Auf diese Weise gelangt man zu 750 mg der Titelverbindung. :

Sodann wird das Produkt wie folgt gereinigt: :

Eine Suspension von 700 mg des obige"n Produkts in 6 ml 0,05-molarem Ammoniumacetat wird zur Bildung einer Lösung _; mit 2 Tropfen konzentriertem Ammoniumhydroxid behandelt. Die Lösung wird dann zur Hochleistungsflüssigkeitschromatographie in eine mit Umkehrphasensilicagel gefüllte Säule (C-18) gegeben und darin unter Anwendung eines Drucks von etwa 17 bar mittels eines Gemisches aus 12 % Acetonitril, 2 % Essigsäure und 86 % Wasser (Volumen:Volumen:Volumen) als Eluiermittel chromatographiert. Es werden mehrere Fraktionen von jeweils

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20 ml aufgefangen. Die Fraktionen 104 bis 120 werden vereinigt und dann durch Verdampfung von Acetonitril befreit. Der wässrige Rückstand wird lyophilisiert, wodurch man zu 87 mg des gereinigten Produkts gelangt, das eine kleine Menge Essigsäure enthält.

NMR-Spektrum (90 MHz, DMSO-Dg) : <?-1 ,25 (t, Protonen des Methylrestes der 4-Ethylgruppe), 3,4-4,2 (m, Methylenprotonen von Piperazin und C-2 Methylen), 4,46 (m, C-3· Methylen), 5,14 (d, C-6H), 5,62 (d, Methin H der 4-Hydroxyphenylacetalgruppe), 5,88 (q, C-7H), 6,08 (s, Tetrazolmethylen), 7,10 (m, 4-Hydroxyphenyl H), 9,50 (d, alpha-Amid H) und 9,91 (d, C-7 Amid H) ppm.

Beispiel 10

syn 7ß-/alpha-(Methoximino)-alpha-(2-furyl)acetamido/-3-/1-(1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-ylthiomethy_l/~ 3-cephem-4-carbonsäure

Eine Lösung von Natrium-7ß-/alpha-(methoximino)-alpha-(2-furyl)acetamido/-3-acetoxymethy1-3-cephem-4-carboxylat, einer äquimolaren Menge an 1-(1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-thiol und einer äquimolaren Menge an Natriumbicarbonat in Wasser wird etwa 24 Stunden auf etwa 55°C erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird unter verringertem Druck konzentriert und das Produkt aus dem erhaltenen Konzentrat durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie mittels ümkehrphasensilicagel isoliert.

Herstellungsbeispiele

Die folgenden Beispiele zeigen die Herstellung der Bistetrazolmethylthiole, die zur Herstellung der erfindungs-r gemäßen Cephalosporine verwendet werden.

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Herstellungsbeispiel 1

Herstellung von i-Cyanomethyl-IH-tetrazol-5-ylthiol

A. EthylazidQ.aqe.tat

Eine Lösung von 490 g (4 mMol) Ethylchloracetat in. 1500 ml Acetonitril wird mit 260 g (4 Mol) Natriumazid versetzt, und das erhaltene Reaktionsgemisch wird 20 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt. Sodann wird das Reaktionsgemisch unter 0,5-Stunden langem Rühren in 1 Liter Wasser gegossen. Die organische Schicht wird von der wässrigen Schicht abgetrennt und unter Vakuum zur Trockne eingedampft. Das 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-S-chlor-IH-tetrazol-i-ylacetat

Ein Gemisch von 130 g (1 Mol) Ethylazidoacetat/ wie oben unter Teil A beschrieben hergestellt,und 96 g {1,56 Mol) Cyanogenchlorid wird 20 Stunden auf 125°C erhitzt. Sodann wird das Reaktionsgemisch abgekühlt und das Reaktionsproduktgemisch in Ethylacetat gelöst, worauf man die Lösung filtriert und unter Vakuum zur Trockne eindampft. Die hierdurch erhaltenen gelben Kristalle werden aus wässrigem Ethylalkohol umkristallisiert, wodurch man zu 149 g (Ausbeute = 78 %) Ethyl-5-chlor-IH-tetrazol-iylacetat in Form fahlgelber Kristalle gelangt, die bei etwa 57 bis 60⁰C schmelzen.

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C. Ethyl-S-thiol-IH-tetrazol-i-ylacetat

Eine Lösung von 209 g des oben unter Teil B hergestellten Chlortetrazolesters und 250 g Natriumhydrosulfid in 5 Liter Ethylalkohol wird 24 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt. Sodann wird das Reaktionsgemisch mit konzentrierter Chlorwasserstoffsäure angesäuert und das angesäuerte Gemisch durch Verdampfen unter Vakuum auf ein Viertel seines ursprünglichen Volumens reduziert. Das Konzentrat wird mit Ethylacetat extrahiert, worauf man den Extrakt trocknet und unter verringertem Druck zur Trockne eindampft. Das zurückbleibende Produkt wird aus Toluol-Methylenchlorid-Hexan umkristallisiert, wodurch man zu 129 g Produkt gelangt.

D. S-Thiol-IH-tetrazol-i-ylacetamidammoniumsalz

Eine Lösung von 20 g (0,106 Mol) des gemäß obigem Teil C hergestellten Tetrazolthiolesters in 320 ml konzentriertem Ammoniumhydroxid und 200 ml Ethylalkohol, welche 500 mg Ammoniumchlorid enthält, wird etwa 12 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt. Sodann dampft man das Reaktionsgemisch unter Vakuum ein und kristallisiert den erhaltenen gelben kristallinen Rückstand aus heißem Ethylalkohol um, wodurch man als erste Ernte 13, 7 g (Ausbeute = 73 %) des Produkts in Form weißer Kristalle erhält, die nach Vakuumtrocknung bei etwa 197 bis 199⁰C schmelzen. Man erhält auch eine zweite Ernte von 1,4 g Produkt, das bei etwa 191 bis 193⁰C schmilzt.

E. i-Cyanomethyl-IH-tetrazol-5-thiol

Eine Suspension von 5,28 g des gemäß obigem Teil D hergestellten Tetrazolamidammoiumsalzes in 90 ml Methylenchlorid, das 14,4 ml Pyridin enthält, wird auf etwa 0°C gekühlt. Die Suspension wird dann unter Rühren tropfen-

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weise 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 wird das Reaktionsgemisch orange und enthält etwas Niederschlag. Das Reaktionsgemisch wird unter Vakuum zur Trockne eingedampft und der Rückstand in einem 1:1-Gemisch aus Ethylacetat und Wasser (Volumen:Volumen) gelöst. Der pH-Wert der Lösung wird miteis 20%-iger wässriger Chlorwasserstoff säure auf 2 eingestellt. Die angesäuerte Lösung wird zweimal mit jeweils 75 ml Ethylacetat extrahiert, worauf man die vereinigten Extrakte mit 5%-iger Chlorwasserstoffsäure sowie mit Kochsalzlösung wäscht, über Natriumsulfat trocknet und unter Vakuum eindampft. Das hierdurch erhaltene braune öl kristallisiert beim Stehenlassen. Die Kristalle werden bei Raumtemperatur unter Vakuum getrocknet, und auf diese Weise gelangt man zu 2,6 g (Ausbeute =61 %) eines hellbraun gefärbten Produkts, das bei etwa 113 bis 114°C schmilzt.

Die obige Umsetzung wird unter Verwendung eines Ansatzes aus 10,6 g des Tetrazolamidammoniumsalzes und 3,7 g des Nitrils wiederholt, und auf diese Weise gelangt man zu weißlichen Kristallen, die bei etwa 116 bis 118°C schmelzen. Das in obiger Weise erhaltene kristalline Produkt verfügt über folgende analytische Daten:

Elementaranalyse für C₃H-N₅S

berechnet: 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 Molekulargewicht von 141, was mit dem gewünschten Produkt übereinstimmt.

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Herstellungsbeispiel 2 1-(1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-iH-tetrazol-5-thiol

Eine Lösung von 6,0 g (42,5 mMol) 1-Cyanomethyl-IH-tetrazol-5-thiol und 10,0 g (6,3 mMol) Tetramethylguanidiniumazid in 90 ml Dioxan wird 3 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt. Nach entsprechendem Abkühlen wird das Reaktionsgemisch unter Vakuum zur Trockne eingedampft und der Rückstand in einem 1:1-Gemisch aus Ethylacetat und Wasser gelöst. Die Ethylacetatschicht wird abgetrennt und die wässrige Schicht mittels 20%-iger Chlorwasserstoff säure auf pH 1,8 eingestellt. Die angesäuerte wässrige Schicht wird dreimal mit jeweils 75 ml Ethylacetat extrahiert, worauf man die vereinigten Extrakte mit 5%-iger Chlorwasserstoffsäure und dann mit Kochsalzlösung wäscht, über Natriumsulfat trocknet und schließlich unter Vakuum zur Trockne eindampft. Das hierbei erhaltene rote öl kristallisiert beim Animpfen. Die Kristalle werden mit Ethylacetat und mit Diethylether gewaschen und dann getrocknet. Auf diese Weise gelangt man zu 3,7 g des Bistetrazolmethylthiols, das bei etwa 173 bis 175°C schmilzt. Das Filtrat der ersten Ernte wird zu einem öl eingedampft, aus dem man nach entsprechendem Animpfen 0,3 g kristallines Produkt als zweite Ernte erhält. In der gleichen Weise gelangt man auch zu einer dritten Ernte von 0,3 g Produkt. Die Gesamtausbeute beträgt demnach 4,3 g (Ausbeute = 55 %).

Das NMR-Spektrum dieses Produkts in DMSO-d_g zeigt ein Singlett bei 5,9 ppm delta für die Protonen der Methylengruppe, die die Tetrazolringe miteinander verbindet.

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Herstellungsbeispiel 3 1-(1-Methyl-1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5~thiol

A. 5-Chlor-N-methyl-IH-tetrazol-i-acetamid .

Eine Lösung von 19,5 g (0,102 Mol) Ethyl-5-chlor-IH-tetrazol-1-acetat in 30 ml Ethylalkohol wird in einem Bad aus Trockeneis und Propylalkohol gekühlt, worauf man in diese Lösung 5 Minuten gasförmiges Methylamin einleitet. Das verfestigte Reaktionsgemisch wird mit Ethylalkohol und Diethylether gewaschen und dann auf dem Wasserbad getrocknet. Auf diese Weise gelangt man zu 13,2 g (Ausbeute = 74 %) des N-Methylamids als Produkt in Form weißer Kristalle, die bei etwa 146 bis 148°C schmelzen. Dieses kristalline Produkt verfügt über folgende analytische Daten:

Elementaranalyse für C₄HgN₅OCl

berechnet: C 27,36; H 3,44; N 39,89; Cl 20,19; gefunden: C 27,59; H 3,35; N 39,65; Cl 20,49.

NMR-Spektrum (DMSO-d_g): c? =2,7 (d, J=5Hz, 3H, Amidmethyl), 5,28 (s, 2H, Ch₂), 8,53 (s, breit, 1H, N-H) ppm'.

Das durch das Massenspektrum bestimmte Molekulargewicht beträgt 175,5.

B. 1-£lpha-Methy1-1H-teträzol-5-ylmethy1)-5-chlor-1H-tetrazol

E:j.ne Suspension von 1,75 g (10 mMol) 5-Chlor-N-methyl-1H-tetrazol-1-acetamid, hergestellt wie oben unter A beschrieben, in 50 ml Methylenchlorid, das 0,8 g Pyridin

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enthält, wird auf etwa O⁰C gehalten und unter Rühren mit überschüssigem Phosgen versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch ohne weitere Kühlung 10 Minuten gerührt. Die erhaltene klare Lösung wird bei etwa 30⁰C unter verringertem Druck zur Trockne eingedampft. Der das Reaktionsprodukt enthaltende Rückstand wird in 50 ml Dioxan suspendiert und die Suspension mit 2,4 g (15,2 mMol) Tetramethylguanidiniumazid versetzt. Das Gemisch wird 2 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt, über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und dann unter verringertem Druck nahezu zur Trockne eingedampft. Das Konzentrat wird in 30 ml Wasser gelöst, wodurch eine fahlgelbe Lösung entsteht, aus der das Produkt in Form farbloser Nadeln auskristallisiert. Durch Abfiltrieren dieser Nadeln gelangt man zu 0,4 g kristallinem Produkt, das bei etwa 138 bis 140⁰C schmilzt. Aus dem Filtrat lassen sich dann als zweite Ernte 0,5 g eines Produkts isolieren, das bei etwa 136 bis 139⁰C schmilzt.

Das kristalline Produkt weist folgendene physikalische Daten auf:

Elementaranalyse für C^H₅NgCl

berechnet: C 23,95; H 2,51,« N 55,86; Cl 17,45; gefunden: C 24,17; H 2,75; N 55,81; Cl 17,85.

NMR-Spektrum (DMSO-dg):3 =4,27 (s, 3H, N-CH₃), 6,33 (s, 2H, CH₂) ppm.

C. 1-(1-Methyl-1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H-tetrazol-5-thiol

Eine Supension von 0,5 g (2,5 mMol) des oben gemäß Stufe B hergestellten 5-Chlorbistetrazols in 40 ml Ethylalkohol wird mit 0,6 g Natriumhydrosulfid versetzt

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Das Gemisch wird 16 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt, auf Raumtemperatur abgekühlt und dann filtriert. Das Filtrat wird unter verringertem Druck nahezu zur Trockne eingeengt und mit 30 ml 5%-iger Chlorwasserstoffsäure versetzt. Das angesäuerte Konzentrat wird dreimal mit jeweils 30 ml Ethylacetat extrahiert, und die vereinigten Extrakte werden mit 5%-iger Chlorwasserstoffsäure sowie Kochsalzlösung gewaschen und dann über Natriumsulfat getrocknet. Der getrocknete Extrakt wird auf ein kleines Volumen eingeengt, woraus dann das kristalline Produkt ausfällt. Das Produkt wird aus Ethylacetat-Hexan umkristallisiert, und auf diese Weise gelangt man zu 0,3 g nahezu farblosen Kristallen, die bei etwa 190 bis 192⁰C schmelzen. Dieses kristalline Produkt verfügt über folgenden analytische Daten:

Elementaranalyse für C₄HgN₃S

berechnet: C 24,24; H 3,05; N 56,53; gefunden: .C 24,21; H 3,28; N 56,43.

NMR-Spektrum (DMSO-dg):£ =4,22 (s, 3H, CH₃), 5,95 (s, 2H, CH₂), 10,57 (breites s, 1H, SH).

Das Produkt hat ein über sein Massenspektrum bestimmtes Molekulargewicht von 198.

Herstellungsbeispiel 4

2-(1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol-5-thiol

A. 5-Benzylthio-IH-tetrazol

Eiine Lösung von 30 g (0,33 Mol) Thiosemicarbazid und 51 g (0,40 Mol) Benzylchlorid in 500 ml Ethylalkohol wird etwa 3,5 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt. Sodann wird das Reaktionsgemisch unter verringertem Druck zur Trockne

233364 .0

eingedampft und der Rückstand in Wasser gelöst. Die Lösung wird mit Ethylacetat gewaschen und dann zu einer Lösung von 25 g (0,36 Mol) Natriumnitrit in 50 ml Wasser gegeben. Die Lösung wird 15 Minuten gerührt und dann mit Ethylacetat versetzt. Die organische Schicht wird abgetrennt, mit Wasser sowie Kochsalzlösung gewaschen und anschließend über Natriumsulfat getrocknet. Die getrocknete Ethylacetatschicht wird unter verringertem Druck eingedampft, worauf man das hierdurch erhaltene Produkt mit Methylenchlorid wäscht und aus Ethylacetat umkristallisiert. Auf diese Weise gelangt man zu 21 g eines bei etwa 134 bis 136⁰C schmelzenden Produkts. Dieses Produkt verfügt über folgende analystische Daten:

Elementaranalyse für CgHgN S

berechnet: C 49,98, H. 4,19; N 29 ,14; gefunden: C 49,81; H 4,17; N 28,95.

B. 1- und 2-Cyanomethyl-5-benzylthio-1H-tetrazol

Eine Lösung von 2,7 g Kaliumhydroxid in 5 ml Methylalkohol wird unter Rühren zu einer Lösung von 7,9 g (0,041 Mol) 5-Benzylthio-m-tetrazol in 25 ml Methylalkohol gegeben, und nach 15 Minuten langem Rühren bei Raumtemperatur versetzt man diese Lösung mit 3,4 g (0,04 Mol) Chloracetonitril. Das Reaktionsgemisch wird etwa 12 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt, und der hierbei erhaltene weiße Feststoff wird abfiltriert. Das Filtrat wird unter Vakuum zu einerm öligen Rückstand eingeengt, den man in einem Gemisch aus Diethylether und Wasser löst. Die Etherschicht wird abgetrennt, mit wässriger Natriumbicarbonatlösung, Wasser und Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet und schließlich unter verringertem Druck zur Trockne eingedampft. Auf diese Weise gelangt man zu 3,4 g eines Gemisches von 1- und 2-Cyanomethyl-5-benzylthio~1H-tetrazol

233364 O

in Form eines rötlichen Öls. Das NMR-Spektrum dieses Öls zeigt, daß es sich hierbei um ein Gemisch aus etwa 50 % eines jeden der beiden Isomeren handelt.

C. 5-Benzylthio-2-(IH-tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol

70 ml trockenes Tetrahydrofuran versetzt man unter Kühlen in einem Eis-Ethanol-Bad in kleinen Anteilen mit 4,04 g (0,03 Mol) wasserfreiem Aluminiumchlorid. Nach beendeter Zugabe gibt man unter Rühren 5,85 g (0,09 Mol) feinpulveriges Natriumazid zu. Das Reaktionsgemisch wird 5 Minuten gerührt, worauf man es mit einer Lösung von 3,93 g (0,017 Mol) des Isomerengemisches von 1- und 2-Cyanomethyl-5-benzylthiotetrazol in 20 ml trockenem Tetrahydrofuran versetzt und dieses Gemisch schließlich 24 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird in einer Eis-Ethanol-Mischung gekühlt und tropfenweise durch Zugabe von 30 ml 20%-iger Chlorwasserstoff säure angesäuert. Das angesäuerte Gemisch wird unter verringertem Druck auf ein Volumen von etwa 30 ml eingeengt, worauf man das Konzentrat dreimal mit jeweils 30 ml Ethylacetat extrahiert. Der vereinigte Extrakt wird mit Kochsalzlösung gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Der getrocknete Extrakt wird unter Vakuum zur Trockne eingedampft, wodurch man zu 4,5 g (Ausbeute = 97 %) eines Gemisches der Isomeren 5-Benzylthio-1- und 2-(1H-tetrazol-5-ylmethyl)-1H- und 2H-tetrazole in Form eines lohfarbenen Öls gelangt. Nach mehrtägigem Stehenlassen bilden sich im öl Kristalle. Das Gemisch wird mit Methylenchlorid behandelt und filtriert, wodurch man 0,85 g cremefarbene Kristalle erhält, die bei etwa 115 bis 117°C schmelzen. Aus dem Filtrat gelangt man zu 0,2 g einer zweiten Kristallernte.

__β1_ 233 3 6 Λ

Das obige Verfahren wird unter Umsetzung von 7,1 g der isomeren 5-Benzylthio-i- und -2-cyanomethyltetrazole mit Aluminiumazid wiederholt, welches in der oben beschriebenen Weise durch Umsetzung von 7,3 g Aluminiumchlorid mit 10,7 g Natriumazid gebildet wird. Das Reaktionsgemisch wird 24 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt, mit 20%-iger Chlorwasserstoffsäure angesäuert, auf ein Volumen von etwa 60 ml eingeengt und mit Ethylacetat extrahiert, worauf man den Extrakt mit Kochsalzlösung wäscht, trocknet und zur Trockne eindampft. Der Rückstand kristallisiert beim Stehenlassen. Die erhaltenen cremefarbenen Kristalle werden in Methylenchlorid suspendiert, und durch Filtrieren dieser Suspension gelangt man zu 3,5 g kristallinem Material. Durch anschließendes Eindampfen des Filtrats zur Trockne erhält man 4,9 g eines orangen Öls.

Das NMR-Spektrum des. kristallinen Produkts in deuteriertem DMSO zeigt im wesentlichen ein Isomer, nämlich das 2-Isomer, während das NMR-Spektrum des Öls hauptsächlich das 1-Isomer zeigt.

D. 2-(1H-Tetrazol-5-ylmethyl)-2H-tetrazol-5-thiol

Man löst 175 mg des wie oben unter Teil C beschrieben hergestellten 5-Benzylthio-2-(1H-tetrazol-5-ylmethy1)-2H-tetrazols in 40 ml destilliertem Dimethylformamid und reduziert das Ganze dann an der Quecksilberkathode (14 cm^a Hg) mit einer Platindrahtanode. Die Elektroden sind durch eine Glasfritte voneinander getrennt. Als Elektrolyt wird Tetraethylammoniumperchlorat verwendet, und zwar in einer Menge von 0,1 Mol in der Dimethylformamidlösung des Substrats. Die Elektrolyse wird bei etwa -2,7 bis -2,85 Volt über eine Zeitdauer von 500 Sekunden und bei -2,80 Volt über eine Zeitdauer von etwa 630 Sekunden durchgeführt.

. 233364

Das bei der Reduktion eines Elektrons erhaltene Reduktionsproduktgemisch wird zur Trockne eingedampft und der Rückstand in Ethylacetat gelöst. Die Lösung wird dreimal mit einem Gemisch aus 9 Volumina einer gesättigten Lösung von Natriumchlorid und einem Volumen 0,1η Chlorwasserstoffsäure gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Die getrocknete Lösung wird unter Vakuum eingeengt, und aus dem hierbei erhaltenen Konzentrat fallen dann 111 mg der Titelverbindung aus. Dieses Produkt wird abfiltriert und getrocknet.

Claims (17)

1. 233364 O

   - 83 Erfindungsansprüche

   1. Verfahren zur Herstellung von 7ß-Acylaminocephalo-

   sporinen der allgemeinen Formel I

   ϊ * A

   COOf

   OORi

   worin R Wasserstoff oder eine Acylgruppe der allgemeinen Formel

   1 "
   R-C-

   bedeutet, in welcher R für C₁-C Alkyl,durch Halogen sub-

   Ί

   stituiertes C.-C₄ Alkyl oder Cyano steht, oder

   worin R eine Aroyl- oder Aralkanoylgruppe der allgemeinen Formel

   O 2 μ

   R —fCH~>-C- ί η

   bedeutet, in welcher R Phenyl oder eine monosubstituierte

   Phenylgruppe der allgemeinen Formel

   233364 O

   worin R für Phenyl oder durch Halogen, Cyano, Amino,
   Hydroxy, C₁-C₄ Alkyl, C₁-C₄ Alkoxy, Carboxy, Carboxamido, Hydroxymethyl, Aminomethyl, Carboxymethyl oder C. -C
   Alkoxycarbonylmethyl monosubstituiertes Phenyl steht, oder

   2
   worin R eine di- oder trisubstituierte Phenylgruppe der

   allgemeinen Formel

   bedeutet, in welcher a, a¹ und a¹¹ unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, Hydroxy oder C₁-C₄ Alkoxy bedeutet, mit der Maßgabe, daß lediglich einer der Substituenten a, a¹ oder a¹' Wasserstoff sein kann, und der Index η für 0
   oder 1 steht oder

   worin R eine Heteroarylalkanoylgruppe der allgemeinen
   Formel

   3
   R-CH₂-C-

   bedeutet, in welcher R folgende Bedeutungen hat

   rxV*

   V*

   ' Y

   Γ. I

   * ' M/V ^ h/V

   -«-233 364 O

   worin b jeweils Wasserstoff, Amino, geschütztes Amino, C₁-C₃ Alkyl oder Phenyl bedeutet, oder

   worin R für eine Aryloxyacetylgruppe oder Arylthioacetyl· gruppe der allgemeinen Formel

   R²H-Zf-CH₂-C-

   steht, in welcher R die oben angegebene Bedeutung hat und

   Z für 0 oder S steht, oder

   worin R eine aralkanoylsubstituierte oder heteroaryl alkanoylsubstituierte Gruppe der allgemeinen Formel

   4 " R-CH-C-t

   4
   darstellt, in welcher R für den oben angegebenen Sub-

   stituenten R steht und zusätzlich dazu auch noch Thienyl* Furyl oder 1,4-Cyclohexadienyl bedeuten kann und Q für Hydroxy, Formyloxy, Carboxy, -SO₃H oder Amino steht, oder

   worin R eine oximinosubstituierte Aralkanoylgruppe oder Heteroaralkanoylgruppe der allgemeinen Formel

   0 5 "

   233364 O

   5 2 3

   bedeutet,in welcher R die oben für R und R angegebene Bedeutung hat und in welcher R Wasserstoff oder C₁-C-Alkyl bedeutet, oder

   worin R eine Gruppe der allgemeinen Formel

   4 " R-CH-C-

   NH C=O

   bedeutet.

   worin R die oben angegebene Bedeutung hat und R für durch 1 bis 3 Hydroxylgruppen substituiertes Phenyl, durch 1 bis 3 Hydroxylgruppen substituiertes Pyridil oder eine Gruppe der allgemeinen Formel

   Q Il

   R⁸-C-N-

   steht.

   worin R für C₁-C₄ Alkylamino, Phenyl, Furyl, Styryl, Nitrostyryl oder Chlorstyryl steht, oder

   worin R eine Gruppe der allgemeinen Formel

   - z33 3 6 4 O

   darstellt, worin η¹ für j oder 2 steht und m für 2 oder 3 steht, mit der Maßgabe, daß m für 2 steht, falls n¹ für 2 steht, und R Wasserstoff, C₁-C₃ Alkyl, C₂-C₄ Alkanoyl oder C1"C^ Alkylsulfonyl bedeutet,

   R₁ Wasserstoff oder eine Carboxylschutzgruppe darstellt,

   R₂ Wasserstoff oder Methoxy bedeutet,

   R_ eine Bistetrazolylmethylgruppe der allgemeinen Formel

   -CHs-

   darstellt, worin R₄ Wasserstoff oder C₁-C₃ Alkyl ist,

   und, falls R₁ Wasserstoff bedeutet, den pharmazeutisch unbedenklichen Salzen der Verbindungen der obigen Formel I ,

   233364 O

   dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel IV

   IV

   icoR

   XOR1

   worin
   ν

   R₁ Wasserstoff oder eine Carboxylschutzgruppe bedeutet, R₂ Wasserstoff oder Methoxy ist,

   R₁₀für C₁-C₄ Acyloxy oder Halogen steht und R obige Bedeutung hat,

   mit einem Bistetrazolmethylthiol der allgemeinen Formel V

   4
   worin R Wasserstoff oder C₁-C₃ Alkyl bedeutet,

   in einem inerten organischen Lösungsmittel umsetzt·

   .233364 O
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bistetrazolmethylthiol eine Verbindung der allgemeinen Formel

   H-5-*

   4
   worin R Wasserstoff oder C₁-C-. Alkyl ist, verwendet.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bistetrazolmethylthiol eine Verbindung der allgemeinen Formel

   H-S-\

   worin R^ Wasserstoff oder C₁-C- Alkyl ist, verwendet-
4. 4. Verfahren nach Punkt 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial eine Verbindung der allgemeinen Formel IV verwendet, worin R₁Q für Acetoxy steht und die Substituenten R, R- sowie R„ alle Wasserstoff bedeuten.
5. 5. Verfahren nach Punkt 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Eisessig durchführt.

   _ 2 3 3 3 6 A 0
6. 6. Verfahren nach Punkt 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei etwa 25 bis 80⁰C durchführt.
7. 7. Verfahren nach Punkt 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsgemisch zur Erleichterung der Umsetzung mit Bortrifluoridetherat versetzt.
8. 8. Verfahren nach Punkt 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in einer wässrigen Lösung durchführt.
9. 9. Verfahren nach Punkt 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einem pH-Wert von etwa 7,0 bis 9,0 durchführt.
10. 10. Verfahren nach Punkt 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Salz des Bistetrazolmethylthiols der allgemeinen Formel V umsetzt.
11. 11. Verfahren nach einem der Punkte 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die erhaltene 7-Amino-3-(bistetrazolmethyl) kernverbindung zur Herstellung von in Stellung 7 durch Acyl substituierten Verbindungen der Formel I acyliert.
12. 12. Verfahren nach Punkt 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial eine Verbindung der allgemeinen Formel IV verwendet, worin R₁- für Acetoxy steht, R eine Acylgruppe der bei Formel I angegebenen Art bedeutet und R₁ sowie R_ die gleichen Bedeutungen wie in Formel 1 haben.
13. 13. Verfahren nach Punkt 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einer Temperatur von etwa 20 bis 75⁰C durchführt.

    233364 O
14. 14. Verfahren nach Punkt 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einem pH-Wert von etwa 7,0 bis 9,0 durchführt.
15. 15. Verfahren nach Punkt 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial eine Verbindung der allgemeinen Formel IV verwendet, worin R-_Q für Halogen steht, R- Methoxy bedeutet, R eine Acylgruppe der in Formel I angegebenen Art ist und R₁ eine carbonsäureschützende ' Esterschutzgruppe ist.
16. 16. Verfahren nach Punkt 15, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einem molaren Überschuß des Bistetrazolmethylthiols der allgemeinen Formel IV arbeitet.
17. 17. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 16_y dadurch gekennzeichnet, daß man die Carbonsäureschutzgruppe zur Bildung der entsprechenden freien Säure abspaltet»