DE1445571A1

DE1445571A1 - Verfahren zur Herstellung von Derivaten des Cesphalosporin C.

Info

Publication number: DE1445571A1
Application number: DE19621445571
Authority: DE
Inventors: Fechtig Dr Bruno; Vischer Dr Ernst; Bickel Dr Hans
Original assignee: Ciba Geigy AG; Ciba AG
Current assignee: Novartis AG; BASF Schweiz AG
Priority date: 1961-07-25
Filing date: 1962-07-23
Publication date: 1969-10-09
Also published as: NL139980B; US3454564A; GB1014883A; SE326184B

Description

bestimmte Anmeldungsunbeklagen

Aktenzeichen: P 14 45 571.1 - uns. Zeichen: 20

CIBA AKTIENGESELLSCHAFT; ß A S £ L (SCHWEIZ)

Case" 4895/1-3/E
Deutschland

Verfahren zur Herstellung von Derivaten des Cephalosporin C.

Die Erfindung betrifft neue therapeutisch wirksame Derivate des Cephalosporin C.der allgemeinen Formel

\ .S

HC- (CH₀) --CO-NH-/ 2 3

R-N C

II O Y CH₀OCOCH

O I ^d

COOH

1/16

H45571

worin X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom und R einen-Niederalkyl- oder einen beispielsweise mono- oder dicyclischen Arylrest bedeutet und ihre Salze.

Die Salze sind entweder Metallsalze, vorzugsweise des Natriums* Kaliums oder Calciums, oder Salze mit organischen Basen.

Die neuen Verbindungen und ihre Salze zeichnen sich durch eine besonders gute antibakterielle Wirksamkeit aus, z.B. gegen grampositive Bakterien, wie Bacillus subtilis, Bacterium megatherium und Staphylococcus aureus, insbesondere auch gegen penicillinresistente Stämme. Sie können daher als Heilmittel in der Human- und Veterinärmedizin verwendet werden* Man kann sie atich als Zusatz zu Futtermitteln verwenden»

Die neuen Verbindungen werden in an sich bekannter Weise dadurch erhalten/ dass man Cephalosporin C bei einem pH-Wert von ca. 8 bis 9 mit einer Verbindung der allgemeinen Formel RNCX umsetzt, den gegebenenfalls erfor- · derlichen Hydantoinringschliiss durch Behandlung mit Salzsäure oder mit Eisessig herbeiführt und erhaltene Verbindungen gegebenenfalls in Alkali-, Erdalkali- oder Salze mit organischen Basen umwandelt»

Die Bildung dieser Imidazolinverbindungen' über Verbindungen der allgemeinen Formel

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1U-5571

XCJ HH Γ _ S

N O jv S α ' /τ

HC-CH₀-OH₀-Ch₀-CO-KH-OH CH¹

/ 2 2 2 ι 6

R-NH COOH . j

COOH

kann in einer Stufe erfolgen.

In der folgenden Tabelle ist die minimale Hemmkon*-· zentration in 7/ml (in Gluoosebouillon, 24 Stunden bei 37°C) gegenüber einem Penioillin-empfindlichen Stamm (Staph. aureus Smith Nr. 14) und einem Penicillin<-resistenten Stamm von Staphylococcus aureus (Nr. 2999) für das N-Phenylacetylcephalosporin C und die erfindungsgemässen Verbindungen angegeben.

Staph. aureus Nr. 14 Nr. 2999

Y-Phenylacetylamino-cephalosporan-

säure 6θ 6θ

7-[4-(l-Phenyl-2-thiono-5-oxo-imidazolidin-4-y1)-butyryl3-amino-cephalο-

sporansäure 8 15

7-[4-(l-Phenyl-2,5-dioxo-imidazolidin-4-yl)-butyryl3-aminocephalosporansäure . . · J 13

7-[4-(l-Naphthyl-2,5-dioxo-imidazolid in-4-y1)-butyryl3-aminocephalospo-

ransäure 7 50

7-[4-(n-Butyl-2,5-dioxo-imidazolidin-4-yl)-butyryl]-aminocephalosporansäure 4 13

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Beispiel 1 :

20 g Cephalosporin C werden in 500 ml 1 η-Natriumbicarbonat gelöst, mit 200 ml Aceton versetzt und bei 40°C unter kräftigem Rühren langsam mit einer Lösung von 7,5 ml Phenylisothiocyanat in 200 ml Aceton versetzt. Nach 2 Stunden Rühren bei 4O⁰C wird im Vakuum das Aceton abgedampft, die verbliebene wässrige Phase mit 80 ^iger Phosphorsäure auf pH 5j0 eingestellt und 5 mal mit je 200 ml Benzol ausgeschüttelt (Eindampfrückstand des mit Natriumsulfat getrockneten, Benzolextraktes: ^99. mg). Die mit Phosphorsäure weiter auf pH 2,0 angesäuerte wässrige Lösung wird schliesslich 4 mal mit je 300 ml Essigester ausgezogen. Die mit 1 $iger •wässriger Phosphorsäure gewaschenen und über Natriumsulfat getrockneten Auszüge geben 22,29 g Eindampfrückstand. Er gibt im Plat.tentest folgende Hemmzonen:

	Staph.aureus (Penicillin G empfindlich	Staph.aureus (Penicillin G resistent	Bac. subtilis
1 % Lösung 0,1 % Lösung 0,01 % Lösung	25 mm 18 mm 10 mm■ ··	21 mm l6 mm 9 mm	30 mm 21 mm 10 mm

und besteht nach dem Papierchromatogramm (System: n-Butanol Methanol-Wasser 2:1:2; bioautographiert mit Staphylococcus aureus) aus einem Gemisch von.N-(N'-Phenyl-thiocarbamyl)-ce phalosporin C der Formel

^: 909841/1687

Bad

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-CO-HN

CH₂O-COCH

(Rf = 0,68; starker Fleck) und 7-[4-(l-Phenyl-2-thiono-5-oxo~imidazolldin-4-yl)-butyryl]-aminocephalosporansäure (PTH-Cephalosporin C) der Formel

CH-(CH₂) ,-CO-HN

CH₂O-COCH

(Rf = 0,78, schwacher Fleck). .

Das Gemisch wird durch Säurebehandlung wie folgt in das einheitliche Imidazolidinderivat übergeführt:

107 mg Gemisch werden in 5 ml Eisessig gelöst und 21 Stunden auf 40°C erwärmt. Dann wird bei 0,1 Torr eingedampft und die restliche Essigsäure durch Aufnehmen des Rückstandes in Toluol-Alkohol 2 : 1 und erneutes Eindampfen entfernt. Es werden 95*6 mg papierchromatographisch einheitliche, rohe 7-[4-(l-Phenyl-2-thiono-5-oxo-imidazolidin-ⁱJ--yl)-

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bufcyryl]-aminocephalosporansäure erhalben. Hemmzonen im Plattentest:

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	Staph.aureus (Penicillin G empfindlich)	Staph.aureus (Penicillin G resistent)	Bac.subtilis
0,1 % Lösung 0,01 % Lösung	20 mm 12 mm	18 mm 11 mm	24 mm 13 mm

Im Verdünnungstest ergeben sich folgende Hemmkonzentrationen:

	Staph.aureus (Penicillin G empfindlich)	Staph.aureus (Penicillin G resistent)
Substanzgemisch vor der Säu rebehandlung PTH-Gephalosporin C nach der Säurebehandlung Cephalosporin C	l6 7/ml 8 7/ml 125 7/ml	16 7/ml l6 7/rnl· 125 y/iui

Die Substanz (l g) kann durch Chromatographie an Silicagel (50 g) gereinigt werden. Aus den mit Chloroform-Methanol 8:2 eluierten Fraktionen erhält man ein Produkt, das im Verdünnungstest eine erhöhte Wirksamkeit zeigt (Staph. aureus Penicillin G-empfindlich: 4 7/ml; Staph.aureus Penicillin G-resistent: 8 7/ml). Das IR-Spektrum (in Nujöl) weist u.a. Banden bei 3,00μ, 5>68μ, 6,02μ, 6,62μ, 7ίΟ7μ, 7*9Ομ, 8,4θμ und 9*3ΐΜ· auf, das UV-Spektrum (in Alkohol) eine Bande bei 264 πιμ (£ = 17300).

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Beispiel 2 :

15 g Cephalosporin C werden in 150- ml Wasser und 150 ml Pyridin gelöst (pH 7,5), auf 37⁰C erwärmt und mit 11,9 rol -1'-normaler Natronlauge versetzt (pH 9,0)· Nach Zu-

gäbe von 7,5 ml Phenylinothiocyanat werden unter Rühren die Temperatur (37°C) und der pH-Wert 9 durch Zutropfen von 1 η-Natronlauge konstant gehalten. In den ersten 10 Minuten werden 60 % der berechneten Menge Lauge verbraucht. Nach 70 Minuten beträgt der Laugenverbrauch 7I % der Theorie. Es wird mit 400 ml Wasser verdünnt, 3 ^mal ^m^ J^e 1 Liter Benzol und

Il

mal mit 500 ml Äther ausgeschüttelt, die wässrige Phase mit konzentrierter Salzsäure auf pH 1,7 eingestellt, das dabei ausgefallene Produkt durch Zugabe von 6OO ml Dioxan wieder in Lösung gebracht und 2 1/2 Stunden bei 22°C stehen gelassen. Die im Vakuum etwas eingeengte und dann mit Wasser wieder verdünnte Lösung wird erschöpfend mit Essigester ausgezogen. Die mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschenen, dann über Natriumsulfat getrockneten Auszüge geben 17,07 g Eindampfrückstand. Die. farblose, amorphe 7~[^-(l~Phenyl~2-thiono-5-oxo-imidazolidin-4-yl)-butyryl]-aminocephalosporansäure ist nach Papierchromatogramm, bioautographisch entwickelt (Staph. aureus), einheitlich und hat im System n-Butanol-Methanol-Wasaer (2:1:2) einen Rf-Wert von 0,68 und im System n-Butanol-(gesättigt mit Wasser)-Eisessig-(98:2) einen Rf-Wert von

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BAD

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0,4l. Die Hemmzonen von 1 $igen Lösungen in Aceton auf 6 mm Papierrondellen betragen für Staph.aureus 24 mm, für Bac. subtilis 30 mm und für Staph.aureus (Penicillin-resistent) 21 mm.

Beispiel 3 :

473 mg Cephalosporin C-Natriumsalz werden in 10 ml 1 n-Natriumbicarbonat gelöst, mit 4 ml Aceton und dann langsam unter Rühren mit einer Lösung von 155 mg Phenylisocyanat in 4 ml Aceton versetzt, 2 Stunden bei 40 C ■ gerührt_f und anschliessend wird das Aceton im Vakuum abgedampft. Die mit 30 ml Wasser verdünnte und mit Phosphorsäure auf pH 2,0 gestellte wässrige Phase wird mit Essigester extrahiert. Der über Natriumsulfat getrocknete Auszug liefert nach Eindampfen 5^ mg rohes N-(Phenylcarbamyl)-cephalosporin C der Formel

^NH-CO-NH-GH- (CH₀) --C0-HN

COOH

CH₂OCOCH

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BAD

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Der Rf-Wert des Papierchromatogramms im System n-Butanol-Methanol-Wasser (2:1:2) beträgt 0,69 (bioautographiert mit Staphylococcus aureus).

Zur überführung in daa rlnggaeohloseene Produkt wird eine Lösung von 410 mg N-(N'-Phenylcarbamyl)-cephalosporin C in 25 ml Eisessig l8 Stunden bei 40 C stehen gelassen.

Der Eindampfrückstand des rohen Produkts (398 mg) wird zur Reinigung in Chloroform-Aceton 2:1 aufgenommen und mit 200 mg Tierkohle gerührt. Das eingedampfte Piltrat enthält 332 mg 7-[4-(l-Phenyl-2,5-dioxo-imidazolidin-4-yl)-butyrylJ-aminocephalosporansäure der Formel ,

„-CO-HN S 3 \ /

0 ,

mit einem Rf-Wert des Papierchromatogramms im. System n-Butanol-Methanol-Wasser (2:1:2) von 0,78 (bioautographiert mit Staphylococcus aureus).

UV-Absorptionsspektrum in 0,1 n-Natriumbicarbonat:

^_ax = 263 Ίημ/ £= 19900.

Hemmkonzentration gegen Staphylococcus aureus (Penicillin G-empfindlich) in vitro: 3,2 γ/ml.

Hemmkonzentration gegen Staphylococcus aureus (Penicillin G-resistent) in vitro: 12,5 7/ml. 90 9841/1687

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- ίο -

Beispiel

1 g Cephalosporin C-Natriumsalz wird in 20 ml 1 n-Nafcriumbioarbonat gelöst, mit 6 ml Aceton und dann langsam unter Rühren mit einer Lösung von 0,4 mi a-Naphthylisocyanat in 10 ml Aceton versetzt. Die Reaktion wird wie in Beispiel 3 geführt und aufgearbeitet. Es werden 1,27 g rohes N-(Naphthyl-carbamyl)-cephalosporin C der Formel

NHCONH-CH-(CH ) -COHN COOH

erhalten. Dieses wird durch l8-stündiges Einwirken von Eisessig bei 22⁰C in das ringgeschloessene Produkt übergeführt, wobei 1,198 g 7-[4-(l-Naphthyl-2,5-dioxo-imidazolidin-ⁱl·-yl)-butyryl]-amino-cephalosporansäure der Formel

CH₂OCOCH

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U45571 - u -

erhalten werden. Das Dünnschichtchromatogramm an Silicagel im System n-Butanol-Eisessig(lO:l) gesättigt mit Wasser liefert einen Rf-Wert von 0,40 (entwickelt nach R.Thomas, Nature 191, II6I [1961]).
UV.-Absorptionsspektrum in 0,1 n-Natriumbicarbonat:

271 πιμ. £ = 11000.
max '

Hemmkonzentration gegen .Staphylococcus aureus (Penicillin G-empfindlich): 6,4 γ/ml, gegen Staphylococcus aureus (Penicillin G-resistent): 12,6 7/ml.

Beispiel 5 ·'

2 g Cephalosporin C-Bariumsalz werden in 40 ml 1 n-Natriumbicarbonat gelöst, mit 12 ml Aceton und unter Rühren langsam mit einer Lösung von 0,5 ml n-Butylisocyanat in 20 ml Aceton versetzt. Die Reaktion wird, wie in Beispiel 3 beschrieben, ausgeführt und die vom Aceton befroite wässrige Phase bei pH 2,0 nach Sättigen mit Kochsalz mit Butanol-Essigester (l:l) extrahiert» Der getrocknete und eingedampfte Extrakt gibt 1,57 & rohes N-(n-Butylcarbamyl)-cephalosporin C der Formel

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CH (CH₂),NHCONH-CH-(CH₃) -COHN

COOH

mit einem Rf-Wert des Papierchromatogramms im System n-Butanol-Methanol-Wasser (4:1:2) von 0,47 (Bioautogramm mit Staphylococcus aureus).

Diese "Verbindung wird in 50 ml Eisessig gelöst und 17 Stunden bei 24⁰C stehen gelassen. Beim Eindampfen werden

1^3 g 7-[4-l-n-Butyl-2,5-dioxo~imidazolidin-4-yl)-butyryl]-amino-cephalosporansäure der Formel

) 2-COHN S

CH OCOCH

erhalten. Das Papierchromatografie im System n-Butanol-Methanol· Wasser (4:1:2) liefert einen Rf-Wert von 0,62 (Bioautogramm mit Staphylococcus aureus).
Das IR.-Absorptionsspektrum in Nujol weist u.a. Banden auf

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bei 3,00; 5,59; 5,81; 6,00; 6,49; 7,65; 8,02; 8,38 (Schulter); 8,64 (Schulter); 8,98; 9,36; 9,69; 9,98; 13,10μ. Die Hemmkonzentration gegen Staphylococcus aureus (Penicillin G-empfindllch) beträgt 6,4 7/ml, diejenige gegen Staphylococcus aureus (Penicillin G-resistent) 12,6 7/ml.

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Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Herstellung von Derivaten des Cephalosporin C der allgemeinen Formel

X=G N ο

CH-CH-OH-OH₂-CO-NfFOH GH ^λ CH₂

R-N G ,

H O=Ch H ,/C-CH₀-O-CO-CH-

^υ 0

I COOH

worin X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom und R ein Nieüeralkylöder ein Arylrest ist und ihren Salzen, dadurch gekennzeichnet, dass man in an sich bekannter Weise Cephalosporin C bei einem pH-Wert von ca. 8 bis. 9 ^mit Verbindungen der allgemeinen Formel RN=C=X umsetzt, den. gegebenenfalls erforderlichen Hydantoinringschluss durch Behandlung mit Salzsäure oder mit Eisessig herbeiführt und erhaltene Verbindungen gegebenenfalls in Alkali-, Erdalkali- oder Salze mit organischen Basen umwandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mit Phenylisothiocyanat umsetzt.

J). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mit Phenylisocyanat umsetzt.

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ORIGINAL INSPECTED

U A b b 7

gemeinen Formel
X=Q-

R-N-

'■'ate

'("-Aminocephalosporansäure der all-

J ^Nv^

er γ CH₂OCOCH₃

COOH

worin X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom und R einen Niederalkyl- oder einen Arylrest bedeutet, und ihre Salze.

5. 7-[4-(l-Phenyl-2-thiono-5-oxo-imidazolidin-4-yl)· butyrylJ-amino-cephalosporansäure.

6. 7-[4-(l-Phenyl-2,5-dioxo-imidazolidin-4-yl)butyryl]-aminocephalosporansäure.

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BAD ORIGINAL