DE1545586A1 - Diaminobenzylpenicilline und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

DR. ELISABETH JUNG, DR. VOLKER VOSSIUS, DIPL.-ING. GERHARD COLDEWtY

PATENTANWÄLTE '

a MÖNCHEN 23 . SI EGESSTRASSE 26 ■ TELEFON 34 SO 67 · TELEGRAMM-ADRESSE: IN VE NT/M ONCHEN

S 641 (J/eb) 12. Dezember 1968

BSEGHAM GROUP LIBHCBJ)
Brentford _f England

"Biarainobenzylpenicilline und Verfahren zu ihrer Herstellung"

Priorität» 23. April 1964, Großbritannien, Hr. 16 799/64

Die vorliegende iSrfindung betrifft neue Penicilline.

In der deutschen Patentschrift i 139 844 werden neue Penicilline der allgemeinen Formel

X _β HH. OH -CH -ν

σο _ η —ΟΗ.σοοΗ

Unterlagen (Art. ν §1 ^s.2 Ui.\ Satz 3 dee Änderungsae3. v. 4.

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beschrieben und beansprucht* worin X sine amino~substituierte Aoylgruppe mit bis au 20 Kohlenstoffatomen der Porniel

R(OH₂)_nOH,GO-

bedeutet, worin R Wasserstoff oder oine Amino-, Carboxyl- odoi

substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl-₃ Aralkyl- oder :\

heterooyclische Gruppe bedeutet und η Null oder eine ganze Zail ,

ist, sowie nicht-toxische Salae derselben. ^

üs wurde nun gefunden, dims gen/i-jse Verbindungen der allgemeit en Formel I, worin R eine amitio-Bubatituierte Phenyl gruppe bedeuiab, besonders ervriinschte Eigotischaftan aufv/aisen und für¹ die Behandlung von durch graiunagative Bakterien verursachl;o Brjtran·- kungen von Nutzen sind«

Die vorliegende Erfindung schafft somit neue Peniaillirie der allgemeinen Formel

. ~ GH - OH -— CH 0_{v /TT}.

H₀N NHo ^:

* '-GO — H ·—» OH.CO(H

sovd.e nicht-toxische Salsiß deroelben, welche mit Hilf ο %^ro.« Säuren oder Basen daraus erhalten warden*

Die Penicilline liegen in awei epimeren Formen vor_f und die ' vorliegende Erfindung umfasst beide Pormen novlo ein Geniack DUi Penicillin ["ö^^n woal;e:.»:u:i.i3 in cxiht

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... 3 —

Form oder in 3?oriu von hydratisieren Kristallen, welche ein ocer mehr Moleküle Wasser enthalten, hergestellt werden*

Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung der Penicilline der allgemeinen Formel (II) und ihre* nicht-toxiechen Salze durch Koppelung von 6-Aminopenicillansäure mit einem Derivat einer disubstituierten Phenylessigsäure der allgemeinen Formel

OH,COOH (III)

oder einem nicht-toxischen Salz derselben, in welcher A und B gleich oder verschieden sind und je eine Gruppe bedeuten, die 3icb in eine Aminogruppe überführen lässt, und nächfolgende Behandlung der erhaltenen Verbindung zur Überführung diesel Grruppen A und B in Aminogruppen *

Die Umwandlung des Penicillin-Zwisohenprociuktes in das Diamine benzylpenicillin kann durch katalytische Hydrierung und bzw» oder milde Säurehydrolyse erfolgen«

Beispiele für <*--Subatituenten B, welche sich zur Umwandlung iη die Aminogruppe durch katalytische Hydrierung eignen, umfasset die Benzyloxycarbonylaminogruppe, substituierte Benzyloxycftrboxi;/}aminogruppen, sowie die Azidogruppen

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BAD ORIGINAL

Beispiele für Ringsubstituenten A, die sich zur Umwandlung in die Aminogruppo durch katalytische Hydrierung eignen, umfassen die Benßyloxycarbonylaminogruppe, substituierte Benssyloxycarbonylaminogruppen, sowie die Uitrogruppe ..

Beispiele für beide Substituenten (A oder B), welche sich für die Umwandlung in die Aminogruppe mit Hilfe milder Säurehydrolyse eignen, umfassen Enamingruppen der allgemeinen Formel (17s oder tnutomere Modifikationen derselben und ^-Hydroxyarylidenaminogruppen der allgemeinen Formel (V) oder tautomere Modifikationen derselben*.

5 ' t

ι s \ -is *

R ~ C H OH H

Il \ (IV) Il (ν)

R "·«· Ο £) CO

¹2 ^Z^

In den Formel (IV) und (V) bedeuten die Punkte Wasserstoffbindungen*

In der Formel (IV) kann R eine Alkyl-, Aralkyl- oder Arylgruppe bedeuten, R kann für eine Alkyl-, Aralkyl-, Aryl-,

"Z

Alkoxy-j Aralkoxy- oder Aryloxygruppe stehen und R kann ein Wasserstoff atom oder eine Alkyl-. Aralkyl- oder Arylgruppe sei!..

3 1 ?

Andererseits kann R zusammen mit R oder R einen carbocyclischen Ring bilden.

In der Formel (V) bedeutet Z den Rest eines substituierten ode unsubstituierten Benzol- oder H&phthalinringesT

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Die but Kopplung der 6~Aiainopenieillansäure mit der disubstituierten Phenylessigsäure (III) angewandten Methoden zur Herstellung des Penicillin-Zwischenproduktes können im besonderen Falle durch den Charakter von A und B bestimmt werden» Wenn beispielsweise beide Substituenten gegenüber sauren Reagenzien beständig sind (2*33« wenn B eine Aaidogruppe und A eine Nitrogruppe ist), kann die Kopplung über das SäureChlorid bewirkt werden, wenn dagegen entweder A oder B gegenüber Säure labil iat (z»Bo eins Gruppe des 2yps IV oder Y), wird eine der milderen verfügbaren Methoden der Bildung von Amidbindungen, beispielsweise die Verwendung eines gemischten Anhydrids» eines Carbodiimide oder öarbonjldiimidazols, bevorzugt.*

Die Diaminobenaylpert.icilline (II) können durch irgendeine der für Aminppenicilline üblichen Methoden isoliert werden«

Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung :

-acetamido7-penicillansäure

(a) ]>-■(-)-*-Aminophenylessigsäure wurde unterhalb 10° mit einem Gemisch von konaentrierter Sehwefelsäure und rauchender Salpetersäure Cd 1_S5) zu D-i-)-«i-iuniA'iG-m-nitrophenylessigsäure eiöar Zersetsungstemperatur von 166 - 167° nitriert-, Die Hydri^: rung einer wässrigen Lösung des Natriumsalzes über Palladium auf Holzkohle bei Haumtemperatur xmd-druck ergab D-(-)-o(.-Amino·

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BAD ORlG!?-^

m-aminophenylessigsäure einer Zersotzungstemperatur von 209 210°.» Die Behandlung mit Bensylchlorcarbonat in ei3kaltem verdünntem Alkali ergab das M' -Dibenayloxycarboxiyl-Derivat, welches gründlich gereinigt v/urde durch aufeinanderfolgende ITmkristallisation aus drei verschiedenen Lösungsgemischen, nämlich zuerst Äthanol und V/asser, dann Cyclohexan und 4-Hethylpentan-2-on₉ und schliesslieh leichtem Petroleum (Kp* 80-100°) und 4-Methylpentan-2-on, bis sich der Schmelzpunkt und die optische Drehung äuroh weitere Umkristallisation nicht mehr änderten und für alle Fraktionen aus einer Umkristallisation gleich "blieben,. Diese Verfahrensweise ergab reine D-(-)·*·&- Benzyloxycarbonylainino-'i.- (m-beiiK-yloxycarbonylaminophenyl} -easigsäiire mit einem Schmelspunkt von 145 - 146°, (<*-)jj " 9O_n 1° (c = 1 in ItOH)...

(Gefunden C SS₉Ai H 5_S3| H 6*3 ^ck

erfordert C 66,4; H 5,1; H 6,4 5^-}

(b) Ithylchlorcarbonat (9?55 ml) wurde tropfenweise unter kräftigem Rühren einer Lösung von D«-(-)-tf.-Beni5yloxycarbonyl·· amino-«*-« (m-benzylozycarbonylaminophenyl 5-essigsäure ( 43 ? 4 g) und Iriäthylamin (14₉2 ml) in trockenem Aceton (300 ml) bei -5° bis -8° zugefügt₅ und das Gemisch wurde bei dieser temperatur 15 Minuten lang gerührt« Sodann wurde auf -15° gekühlt und unter kräftigem Rühren eine lösung von 6-Aminopenicillansäure (21,6 g) und Srigthylamin (14,2 ml) in einer Mischung von Wasser (100 ml) und Aceton (100 mlJ₅ \*elche auvor atif -5° geküh3-t worden war, auf einmal augefügt.. Die entstandene klar'

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^BA0

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Lösmag wurde 30 Minuten stehen gelassen;, ohne von aussen au kühlen, dann unter vermindertem Druck bei Raumtemperatur konzentriert» um Aceton au entfernen- Die wässrige lösung wurde mit Äther (100 ml) bedeckt und mit verdünnter Salzsäure behandelt., bis nach Schütteln die wässrige Phase einen pH-Wert von 2 aufwies , Die Schächten wurden getrennt unö die Extraktion wiederholt,, dann wurden' die ziißammengege-benen Ätherextrakte nacheinander mit Wasser und mit gesättigter Salzlake (2 χ 100 ml) gewaschenDie Äther lösung wurde sodann langsam unter kräftigem Rühren au einer Lösung von Na1;rium-2«äthylhexanoat (16„6 g) in Äther (2 Liter) gegeben Der erhaltene weisse Feststoff wurde durch Filtern gesammelt, mit Äther gewaschen, und durch Auflösen in Äthylacetat (150 ml) vsnü langsames Zufügen der Lösung zu 3 Liter trockenen ivbliora unter kräftigem Rühren gereinigt» Der wiü3*r ausgefällte vioisse Peststoff wurde gesammelt, mit Äther gewaschen und im Vakuum getrocknet und ergab reines 35atrium-6-^D-(«*) ^--Benayloxy carbonylaraino-ct- (m-bensyloxyoarbonylaminopheny'.L) <ac et amid ο/·»·ρβ'.i3.cilla.ua t-monohydrät (A4 g) mit einer Zersetzungs·· teiuperatur ron etwa 166° ^^ + 10?° (c = 1 in HgO)₁ Die Ausfällung aus einer Lösung in Butan~2~on mit Äther und Oyclohexan ergab keine Änderung der Rotation-

(Gefunden C 57,2?Η 5<3;N 8_?2',Ha 3,4JS 4,5 ?'»;

S₇ H₀O erfordert G 57,1;H 5<0:N 8,3;Ka 3,4;S 4,8 $).

(c) 5 ¹P Palladium auf Caleiumcarbonat (40 g) wurden in Wasser (200 ml'; suspendiert und das Gemisch in einer Wasserstoffatmosphäre bei :t:-um-seiaparatur und -druck eine Stunde lang gesohüt-

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telto Eine lösung von H8-trium~6~^S-(-)->ei-'benzyloxycarbonylaminoo/-(m-benaylozyoarbonylaminophenyl) -acetamidoj^-penicillanatmonohydrat (10 g) in Wasser (50 ml) wurde sodann zugefügt und das Ganze eine weitere Stunde unter Wasserstoff geschüttelte. Das Gemisch wurde abgefiltert und das Piltrat zusammen mit dem Waschwasser mittels verdünnter Salzsäure auf einen pH-Wert von 6,5 gebrachte Nach Verdampfen unter vermindertem Druck bei Raumtemperatur blieb ein blassgelber Feststoff zurück» welcher in einem Vakuumexsiccator getrocknet wurde und leicht verunreinigte 6-.^5-.(-.)«.o(.~{m-Am:Lnophenyl)-acetamid£T-p9nicillaneäure (5«9 g) ergabo Bei der Papierchromatographie zeigte sich eine Zone antibakterieller Wirksamkeit,, wobei der Rp-Wert von dem des Benzyloxycarbonyl-Zwischenprodukts verschieden war«

Dieses neue Penicillin verhindert das Wachstum verschiedener Stämme von B_t- oolir Proteus, Salmonella und Shigella in Konzentrationen von 1,25 bis 2,5 mcg/ml in vitro und zeigte grosso Wirksamkeit gegen gramnegative Infektionen in vivoο

Beispiel 2

6-^5li-oi-Amino-<5i— (m-aminophenyl )-acetamido7-penicillansäure

(a) Die Behandlung von DL~si-Amino-a~{m-aminophenyl)-essigsäure mit Benzylchlorcarbonat in wässrigem Alkali ergab Benzyl oxyearbonylamino-oi-- {m-benzyloxycarbonylaminophenyl) säure mit einem Schmelzpunkt von 163 - 165°r

(Gefunden C 66,6? H 5,3; N 6,2 #; C₂₄H₂₂N₂O₆ erfordert C 66,4; H 5,1; N 6,4 ^o

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(b) Äthylchlorcarbonat (0,96 ml) wurde au einer eiskalten Lösimg von DL-sfc-Benayloxyearbonylajnino-od- (m-benzyloxycarbonylaminophenyl^essigsäure (4»34 g) und S?riäthylamin (1,68 ml) in trockenem Aceton (84 ml) gegeben« Die entstandene Suspension wurde 10 Minuten lang bei 0° gerührt, dann auf -20° abgekühlt und mit einer eiskalten Lösung von 6-Aminopenicillansäure (2_S6 g) in 3#~igsm wässrigem Hatriumbicarbonat (84 ml) behandelt., Die erhaltene Lösung wurde 30 Minuten lang bei 0° und weitere 30 Minuten lang gerührt« während letzterer sie Raumtemperatur erreichte „■ Durch Verdampfen wurdö Aceton bei niederer !temperatur unct Druck entfernt» dann durch Zugabe verdünnter Salzsäure das wässrige Konzentrat auf einen pH-Wert von 2 gebracht₉ und das Penicillin wurde in Xther (100 ml in 3 Portionen) in Form der freien Säure extrahiert, Die susammengegebenen Ätherextrakte wurden mit Wasser gewaschen und dann mit drei Portionen Wasser von ^e 25 ml extrahiert ₉ zu denen jeweils genügend Matriumbioarbonat zugefügt wurde, um die wässrige Phase auf einen pH-Wert von 7 einzustellen» Das Verdampfen der zusammengegebenen neutralen Extrakte bei niederer ÜJemperatur und Druck ergab JGfatriuia-ö-^L-ii-benzyloxycarbonylamiÄo-ot-(m-benzyloxycarbonylaminophenyl)-acetaiaido7-PQnicillanat in Form eines blassgelben Peststoffs (5 g); durch manometrische Penicillinase-BgStimmung v/urde eine Reinheit von 70 $> geschätzte

(c) Die katalytische Hydrierung des oben geschützten Penicillins wie in Beispiel 1(c) beschrieben ergab das freie Diam3.nopenicillin in. Form eines blassgelben Feststoffs (2,7 g)» welches

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durch manometrische Penicillinase-Bestimmung auf 40 $> Reinheit geschätzt wurde und sich durch Paplerehromatographie deutlich von dem geschützten Zwischenprodukt Unterschieds

Beispiel , 3

ö-^SL-oC-Amino-ci.- (jj-aminophenyl )-acetamido7-p8nicillansäure

(a) Die Behandlung von I)L-d-iuiino-oi.-(^-aminoplienyl)-essigsäure mit Bensylehlorcarbonat in wässrigem Alkali ergab Dl-oC-Benzyl oxycarbonylamino- at- {^bensyloxycarbonylaminophenyl} essigsäure mit einem Schmelzpunkt von 195 - 19ß°^

(Gefunden 0 66_P3? H 5₉3; Si 6_P3 f%

erfordert ö 66*4-; E 5*1; H 6_S4 $)»

(b) Die oben geschützte Aminosäure (4₃34 g) wurde mit 6-Aminopenicillansäure (2,6 g) auf ähnliche Weise wie in Beispiel 2{b) beschrieben gekoppelt und ergab Natrium-6-^Sl-^- benzyloxycarbonylamino-ci-Cjg-benisylosycarbonylaminophenyl}-acetamido7-penicillaiiat in Form eines blassgelben Peststoffs (6 g)j welcher durch manomatrisehe Pfeiiicillinase-Bestimmung auf 60 f> Reinheit geschätzt wurde „

(c) Die katalytische Hydrierung des oben geschützten Penicillins (5g) wie in Beispiel 1(c) beschrieben ergab das freie Diaminopenicillin in Form eines blassgelben Feststoffs (2,6 g] welcher durch manometrische Penicillinase-Bestimmung auf 50 %> Reinheit geschätzt wurde-, Die Papierchroiaatographie zeigte

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eine Zone antibakterieller Wirksamkeit, wobei der Rp-Wert sicli von dem des als Sv/iaehenprodukt erhaltenen Benzyloxycarbonyl-Derivates unterschiede

Dieses neue Penicillin verhinderte das Wachstum verschiedener Stämme von E₀ coli,, Salmonella und Shigella in einer Konzentration von 5 racg/ml in vitro und zeigte sioh sehr wirksam gegenüber gramnegativen Infektionen in vivo«

Beispiel 4

Alternative Arbeitsweise sur Hei's te llung von 6~/ (m-aminophenyl}-acetamidoT-penicillansäure

Natrium-Si- (1 -metho:s:ycarbonylpropen-2~yl} -DL-Kl-amino-m-nitrophenylacetat vmrde mit Äthylchlorcarbonat behandelt und das entstandene gemischte Anhydrid mit 6-Aminopenicillansäure kondensiert ο Das gebildete H-f1~Methoxycarbonylpropen-2-yl)-oC-amino-m-nitrobenzylpenicillin wurde sodann einer milden Säurehydrolyse unterworfen -und ergab 6-^L-^~Amino-0L-(ra-nitrophenyl)-acetamido/-penicillansäure _o

Dieses ilitropenicillin wurde sodann der katalytischen Hydriervng in im wesentlichen neutraler wässriger lösung in der in Beispiel 1fc) beschriebenen Weise unterworfen* um die Nitrogruppe fm der Aminogruppe zu reduzieren ο Die Prüfung des Produktes d^xo PapierchroKtatographie zeigte einen Unterschied zum Nitropenicillin-Zwischenprodukt und eine Ähnlichkeit mit der nach Beispiel 2 eiohaltenen 6-^5L-<=i-AEino~ofc-(m-aminophenyl )-acetamido7-penioil3.a a

säure-

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Claims (10)

Pat entansprüche

1. Penicilline der allgemeinen Formel

sowie die mit Säuren oder Basen gebildeten Salze.

2. 6-£b(-)-drAmino-c^(lä-aminophenyl5 -acetamido) -penicillaneäure

3 · 6-[DL-ife-Amino-dL-(m.-arainophenyl) -acetamido} -penicillansäurβ

4. 6-{]DL-ct-Amino-ot-(p-arainophenyl)-acetamido]-penicillansäur

5. Verfahren zur Herstellung von Penicillinen der Ansprüche 1-4- und deren nicht-toxische Salze, dadurch gekennzeichnet, daß 6-Aminopenicillansäure mit einem Derivat einer disubstituierten Phenylessigsäure der allgemeinen Formel

(Ills

oder einem nioht-toxisichen Salz derselben gekuppelt wird, worin A und B gleioh oder verschieden sind und jeweils eine

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Gruppe bedeuten, die in die Aminogruppe überführt merdea kann, und nachfolgend* Behandlung des gebildeten Penicillin-Zwischenproduktes zur Überführung der Gruppen A und B in Aminogruppen.

6» Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführung des Penicillin-Zwischenproduktes in das Diaminobenzy!penicillin durch katalytisch© Hydrierung und bzw. oder milde SEurehydrolyse erfolgt*

7« Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daS der ow-Subetituent B eine Benzyloxyearbonylamino-·, substituierte Bensayloxycarbonylamino- oder Azidogruppe ist, die nachfolgend durch katalytisch^ Hydrierung in die Aminogruppe übergeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daS der Ringsubstituent A eine Benzyloxyearbonylamino-, substituierte Benzyloxycarbonylamino~ oder Hitrogruppe ist, die nachfolgend durch katalytische Hydrierung in die Aminogruppe übergeführt wird.

9« Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die SubBtituenten A und B gleich oder verschieden sind und Bnamin- oder ci-Hydroxyarylidenaminogruppen bedeuten, die nachfolgend durch milda Säurehydrolyse in Aminogruppen übergeführt werden.

10. Verfahren nach pinem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kuppeln der 6-Aminopenicillansäure mit der

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■■%

6.AD ORfGINAL

di substituierten Phenylessigsäure über das Säurechlorid oder gemischte Anhydrid oder ein Carbodiimid oder Carbonyld!imidazo! bewirkt wird«

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