DE1445419C - Verfahren zur Herstellung von 6 (alpha Aminoacylamino) pemcillansauren - Google Patents

Description

i 44Ö 4 1 y

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von o-fx-Aminoaeylaminol-penicillansäuren der allgemeinen Formel

R O

I Il ■ ,

R'—C—C—NH-CH — HC

I Il

R"—NH C N-

,S

CH,

C— CHj

-CH-COOH

in der R ein Wasserstoffatom oder eine Niedrigalkylgruppe, R' ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-, Allyl-, Tosylaminobutyl-, Methylmercaptoiithyl-, Bcnzylmercaptomethyl-, Nitrophenylmethyl-, Acetomethyl-, u-Carboxyäthyl-, /MNiedrigalkoxycarbonyO-äthyl-, Benzyloxymethyl-, Mono- oder Diacetoxyphenylmethyl-, N - Benzyl - imidazolylmethyl-, Indolylmethyl-, Cycloalkyl-, Phenyl- oder eine ein- bis dreifach durch ein Halogenatom, eine Di-niedrig-alkylamino-, niedrig-Alkanoyloxy-, niedrig-Alkoxy-, Sulfamyl- oder Trifluormethy !gruppe substituierte Phenylgruppe bedeutet und R und R' unter Bildung eines Cycloalkylrings mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen verbunden sein können, R" ein Wasserstoffatom bedeutet oder mit R' unter Bildung eines Pyrrolidin-, Acetoxypyrrolidin- oder Tosyloxypyrrolidinrings verbunden sein kann, und deren Salze.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man 6-AminopcnieiIlansäure mit einem 2.5-Oxazolidindion der allgemeinen Formel

I /

R' — C — C

R"— N — C

,0

4° in einem ausschließlich wäßrig-sauren Medium bei einem pH-Wert von etwa 3.8 bis etwa 6,2 und bei einer Temperatur von etwa gerade über dem Gefrierpunkt der wäßrigen Mischung bis etwa 37"C umsetzt und gegebenenfalls die erhaltenen Penicilline in die Salze überführt. ·

Beispiele für derartige Salze sind die Natrium-, Kalium-, Calcium-, Aluminium- und Ammoniumsalze und die Salze nichttoxischer Amine, wie Trialkylamine. einschließlich Triäthylamin, Prokain, Dibenzylamin, η - Benzyl -/f-phenyläthylamin, 1 - Ephenamin, N₁N'- Dibenzyläthylendiamin, Dehydroabictylamin, N,N' - bis - Dehydroabietyläthylendiamin, N-niedrig-AIkylpiperidin, z. B. N-Äthylpiperidin und anderer Amine, die zur Bildung von Salzen mit Benzylpenicillin verwendet wurden, sowie deren nichttoxischen Salze an der Aminogruppe, wie das Hydrochlorid. Hydrobromid, Hydrojodid, Sulfat, Sulfamat sowie Phosphat, und die organischen Säureadditionssalze, wie das Maleat, Acetat, Citrat, Oxalat, Succinat, Benzoat, Tarrat, Fumarat, Malat, Mandelat und Ascorbat.

In diesen Penicillansäure-Derivaten ist das (/-Kohlenstoffatom der Acylgruppc (an dem die (.(-Aminogruppe hängt) oft asymmetrisch; es gibt daher jeweils zwei enantiomorphe und eine racemischc Form. Diese Verbindungen sind wertvolle Antibiotika; sie lassen sich erfindungsgemäß nach folgendem Schema in hoher Reinheit und Ausbeute gewinnen:

R O

R' -C-C f- NH, -CH

v ■ ' I

O C -

/ ■ Il

R"--N-C O

R O

R' C C NH CU

I I

R" Nil C

,S_x -^C:Hj
HC C-CH,

N —CH-COOH

/S, /^H'

nc c-cH, f co,

II - CH COOH

Die als Reaklionskompmientc verwendeten 2,5-Ox- r>s der Menschen Konfiguration hervorgerufen wird,

ii/olidiiidinnu werden am besten nach dem Phos- Dieses Verfahren besteht allgemein in der Umsetzung

genierungsverfahren hergestellt, weil dadurch am einer geeigneten Aminosäure mil Phosgen entspre-

asymmetrischen Kohlen.stolTatom keine Veränderung- cheiul dem folgenden Schema:

3	R ι	O /,	+	CI \	Q	R	——>	R"—Γ
R	I /> —c—o-	-OH				R'—C — θ'
R'	'-NH			/ Cl	/ Λ—Q
					4 ο /,
		ν
\ C /	\ O /

wobei die Aminosäure in Dioxan aufgelöst oder suspendiert, Phosgen in das Reaktionsgemisch eingeleitet und das entstehende Anhydrid durch Zugabe beispielsweise von Benzol zur Kristallisation gebracht wird. Als Beispiele für anzuwendende Aminosäuren seien folgende angeführt: Glycin, Alanin, Norleucin, a-Aminoisobuttersäure, Valin, Isoleucin, Leucin, C-Allylglycin, r-Tosyllysin, Methionin, S-Benzylcystein, p-Nitrophenylalanin^'-Methyl- und y-Äthylglutamat, o-Acetylserin, /i-Methylasparaginsäure, o-Benzylserin, o-Acetyltyrosin, 2,5- und 3,4-Diacetoxyphenylalanin, 1-Benzylhistidin, Tryptophan, 1-Aminocyclo-ipentanhexan und heptan)-carbonsäuren. Prolin, o-Acetylhydroxy-prolin, o-Tosylhydroxy-prolin.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das verwendete 2,5-Oxazolidindion mit 6-Aminopenicillansäure in etwa äquimolaren Mengen in wäßriger Lösung bei einer Temperatur zwischen O und 10° C und einem pH-Wert von 4,7 bis 5,7 mehrere Stunden gerührt. Wenn auch nicht erforderlich, so ist es doch von Vorteil, einen Puffer mit einer Ionenstärke von etwa 0,02 und vorzugsweise etwa 0,3 zuzugeben, um das Reaktionsgemisch innerhalb des erforderlichen pH-Bereichs zn halten.

Wahlweise kann das Reaktionsgemisch, das gewöhnlich einen pH-Wert von 4 aufweist, auch durch vorsichtige Zugabe einer Base, wie Natronlauge, im gewünschten pH-Bereich gehalten werden.

Beispiel 1

500 mg n-4-Phenyl-2,5-oxazolidindion, 400 mg 6-Aminopenicillansäure und 50 ml Calciumacetat-Essigsäurepuffer (mit einer Ionenstärke von 0,25) wurden zu einer Mischung vom pH-Wert 5,02 vermengt und in einem offenen Gefäß 3 Stunden bei 0 C gerührt. Proben des Filtrats zeigten eine 85%ige Umwandlung in n-u-Aminobenzylpenicillin. Das FiI-trat wurde durch 15 Minuten währendes Verrühren mit 17 ml Amberlite MB-3-Harz entionisiert. Die Lösung wurde dann gefriergetrocknet, wobei 550 mg ' /i-Lactam in 83⁽⁾/„iger Reinheit erhalten wurden.

B e i s ρ i e 1 2

Zu einem Gemisch aus 400 mg 6-Aminopenicillansäure mit 50 ml Natriumacetat-Essigsäurepuffer (mit einer I.onenstärke von 0,1) wurden bei einer Temperatur von IC und einem pH-Wert von 4,65 jeweils 100 mg iM.-4-Phenyl-2,5-oxazoIidindion in Abständen von 30 Minuten bis zu einer Gesamtmenge von fio 500 mg zugegeben. Es wurde eine Umwandlung von 86"/,, erzielt.

Beispiel 3

2 g i)i.-4-Phenyl-2,5-oxazolidindion, 1,6 g 6-Aminopenici 1 lansiiurc und 200 ml Calciumacetat-EssigsäurepiilTer (mit einer Ionenstärke von 0,30) in Form eines Gemisches mit einem pH-Wert von 5.15 wurden

3 Stunden lang bei PC verrührt. Das Filtrat des Reaktionsgemisches zeigte bei Untersuchung gegen Staph. aureus bei Verwendung von 289 Penicillin-G-Einheiten je Milligramm als Bezugssystem eine 86%ige Umwandlung in DL-a-Aminobenzylpenicillin. Nach Entionisierung mit 99 ml Amberlite MB-3 wurde gefriergetrocknet und in dieser Weise 1,40 g einer Festsubstanz von 70%iger Reinheit gemäß der /f-Lactam-Bestimmung und 69%iger Reinheit gemäß antimikrobieller Wirkung erhalten.

Beispiel 4

Ein Gemisch von 2 g DL-4-Phenyl-2,5-oxazolidindion, 1,6 g 6-Aminopenicillansäure und 200 ml Calciumacetat-Essigsäure (pH-Wert 5,18; lonenstärke 0,30) wurde 3 Stunden lang im Eisbad verrührt und dann filtriert. Die Umsetzung zu DL-a-Aminobenzylpenicillin betrug insgesamt 82%, wenn man die Filtratpotent von 3,075 Penicillin-G-Einheiten je Kubikzentimeter bei Prüfung gegen Staph. aureus zugrunde legt. 198 ml der Lösung wurden mit KOH auf einen pH-Wert von 7,6 eingestellt und in einer 35 χ 2 cm großen Ionenaustauschersäule (Dowex-1-XlO, Sulfatform) Chromatographien. Nach Durchlauf von 222 ml wurde mit 0,1 Mol Natriumacetatlösung(pH-Wert 7,2) zu eluieren begonnen. Nach Durchlaufen von weiteren 250 ml wurde die Säule mit Wasser gewaschen. Nach Durchlaufen einer Gesamtmenge von 792 ml wurde die Eluierung mit CO₂-gesättigtem Wasser begonnen. Eine Hauptmenge von hydroxamat-positivem Stoff wurde zwischen 930 bis 2000 ml eluiert. Die zwischen 930 und 1200 ml eluierte Fraktion (pH-Bereich 4,5 bis 3,6), die das Nachlaufmaterial ausließ, wurde gefriergetrocknet und untersucht. Schmelzpunkt 197 bis 202"C (unter Zersetzung, a²i: -213).

Es wurde folgender antibakterieller Versuch durchgeführt: 265 Penicillin-G-Einheiten/mg von 90%iger Reinheit nach der Staph-aureus-Probe und 83%iger Reinheit nach der E. coli-Probe wurden der Elektrophorese unterworfen; das Elektrophoresepapier wies nur einen einzigen Bestandteil auf.

Beispiels

1 g i)-4-Phenyl-2,5-oxazolidindion, 0,8 g 6-Aminopenicillansäure und 100 ml Calciumacetat-Essig^äurepuffer(mit einem pH-Wert von 5,17 und einer Ionenstärke von 0,30) wurden 3 Stunden lang in einem offenen Gefäß bei 0 verrührt. Das Filtrat ergab 2,590 Penicillin-G-Einheiten pro Milliliter gegen Staph. aureus. Nach Behandlung mit Ionenaustauscherharz (Amberlite M B-3) ergaben sich 2,320 Einheiten pro Milliliter. Das Filtrat des Umwandlungsgemisches zeigte gegenüber E. coli eine Aktivität, die der von l,460Mikrogrammi>-«-Aminobenzylpenicillin pro Milliliter entspricht.

Beispiel 6

Ein Gemisch aus 5(K) mg D-Phenylglycin-N-carbonsäureanhydrid, 400 mg 6-Aminopenicillansäure und

50 ml Wasser mit einem Anfangs-pH-Wert von 3,5 wurde bei 2 C verrührt und durch Zusiabe von 0,3 ml Γ Mol NaOH auf einen pH-Wcrf von 5.1 gebracht. Während des 3stündigen Verrührens wurde der pH-Wert zwischen 5,0 und 5,2 gehalten. Das Gemisch wurde filtriert. Eine Probe des Filtrats ergab beim Prüfen gegenüber Staph.aureus 209 P 5,130 Penicillin-G-Einheiten je Milliliter, was einer 88"/„igen • Umwandlung ino-a-Aminobcnzylpcnicillin entspricht.

B e i s ρ i e 1 7

Ein Gemisch aus 500 mg N-Carboxyanhydrid der 1-Aminocyclopentancarbonsäure, 400 mg 6-Aminopenicillansäure und 50 ml einer Calciumacetat-Essigsäure-Pufferlösung vom pH-Wert 5.1 und der lonenstärke 0,3 wird 200 Minuten bei IC verrührt. Das entstandene klare Reaktionsgemisch wird durch Kontakt mit 248 mg Ionenaustauscherharz vom Typ Amberlite MB-3 entsalzt und nach Abfiltrieren des Harzes in einer Menge von 44 ml gefriergetrocknet, wobei 640 mg gewünschte 6-(Aminocyclopentancarboxamido)-penicillansäure mit dem Schmelzpunkt von 158 bis 164 C unter Zersetzung und der optischen Drehung +260 in 1 "/,,iger wäßriger Lösung anfallen. Die Verbindung zeigt antimikrobische Wirkung gegen Staph.aureus und E.coli sowie andere gram-positive und gram-negative Organismen einschließlich solcher, die gegen Benzylpenicillin resistent sind.

-* Beispiels

Ein Gemisch aus 2.5 g 6-Aminopenicillansäure und 50 ml Wasser wird zunächst bei Raumtemperatur auf den pH-Wert 7.0 eingestellt, danach unter Verrühren mit 1,35 gdes N-Carboxyanhydridsder I-Aminocyclohexancarbonsäurc versetzt, im pH-Wert auf 6.2 eingestellt, bei Raumtemperatur 60 Minuten weilerverrührt und nunmehr auf den pH-Wert 4,0 eingestellt, wobei kein Niederschlag von nicht umgesetzter Ausgangs-Penicillansäureauftritt. Nach Wiedereinstellung des pH-Wertes auf 5,1 wird die Lösung lyophilisiert und liefert nun 5,5 g salzhaltigen Feststoff, der 77% Reinheit aufweist. 4,5 g davon werden mit 100 ml

ίο Methylenchlorid und 1 ml Triethylamin extrahiert. Der Extrakt wird mit 0,6 ml Eisessig angesäuert, danach auf 20 ml eingeengt und mit 100 ml Äthyläther versetzt. Beim Kühlfrieren dieses Gemisches fallen 1,4 g 6-(Aminocyclohexancarboxamido)-peni-

i.s cillansäurc vom Schmelzpunkt 156 bis 158 C unter Zersetzung aus. Die Verbindung weist in l%iger wäßriger Lösung eine optische Drehung von +264 auf und ist therapeutisch stark wirksam bei Warmbluttier-Infektionen mit Streptococcus pyogencs C 203.

Staphylococcus aureus Smith (penicillin-emplindlich) und Staphylococcus aureus CHP (penicillin-resistenl).

B e i s ρ i e 1 9

Ein Gemisch aus 1 g N-Carboxyanhydrid der 1-Aininocycloheptancarbonsäurc. 0.8 g 6-Aminopenicillansäure und 100 ml eiskaltem Wasser wird mittels 1On-NaOH auf den pH-Wert 5,0 eingestellt und 60 Minuten bei 1 C verrührt. Nach Abfiltrieren und Gefriertrocknen erhält man 6-(l-Aminohcptancarboxamido)-penicillansäure vom Schmelzpunkt 153 bis 157 C unter Zersetzung. Das Produkt besitzt ein breites Spektrum antimikrobischer Wirksamkeit, wie Reihenverdünnungsteste auf Agar zeigen. .

Claims (1)

1. Patentanspruch:
   Verfahren /ur Herstellung von 6-(«-Aminoacylamino)-pcnicil!ansäuren der allgemeinen Formel

   RO _ ■ CH,

   ! Il ' ■ /^s \ ,■ '

   R'—C—C—NH-CH — HC C-CH.,

   R"—NH C N CH-COOH

   in der R ein Wasserstoffatom oder eine Niedrigalkylgruppe, R' ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-. Allyl-, Tosylaminobutyl-, Methylmcrcaptoäthyi-, Benzylmercaptomethyl-. Nitrophenylmethyl-.Acetoxymethyl-, u-Carboxyäthyl-. /MNiedrigalkoxycarbonyO-äthyl-, Benzyloxymethyl-, Mono- oder Di-acetoxyphenylmethyl-, N-Benzyl-imidazolylmcthyl-, Indolylmethyl-, Cycloalkyl-, Phenyl- oder eine ein- bis dreifach durch ein Halogenatom, eine Di-niedrig-alkylamino-, niedrig-Alkanoyloxy-, nicdrig-AIkoxy-, Sulfamyl- oder Trifluormethylgruppe substituierte Phenylgruppe bedeutet und R und R' unter Bildung eines Cycloalkylrings mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen verbunden sein können. R" ein Wasserstoffatom bedeutet oder mit R' unter Bildung eines Pyrrolidin-, AcetoxypyrrolidinoderTosyloxypyrrolidinrings verbunden sein kann, und deren Salze, dadurch g e k e η η ζ e i c h -

   net. daß man 6-Aminopenicillansäure mit einem 2.5-Oxazolidindion der allgemeinen Formel

   R'—C — C

   R "— N — C

   in einem ausschließlich wäßrig-sauren Medium bei einem pH-Wert von etwa 3.8 bis etwa 6.2 und bei einer Temperatur von etwa gerade über dem Gefrierpunkt der wäßrigen Mischung bis etwa 37 C umsetzt und gegebenenfalls die erhaltenen Penicilline in die Salze überführt.