DE1545835B2 - Cephalosporansäurederivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und Arzneimittel - Google Patents

Description

COOM

worin R₁ für einen 1H- oder 2 H-Benzotriazolyl-Rest, einen gegebenenfalls durch eine 2-Methylgruppe substituierten Indolyl-Rest oder für den 2,3-Dichlorchinoxalinyl-6-Rest steht und Y eine Methylen- oder Methylenthiomethylengruppe bedeutet und M ein Wasserstoffatom oder ein pharmazeutisch annehmbares, ungiftiges Kation ist.

2. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise 7-Aminocephalosporansäure oder ein Derivat derselben mit der allgemeinen Formel II

Die den Gegenstand der Erfindung bildenden neuen Verbindungen haben die allgemeine Formel

R₁-Y-CO-NH-CH-CH CH₂

NH₇ — CH — CH CH,

(Π)

CO-N C — CH₂ — O — COCH₃

COOM

worin M die gleiche Bedeutung wie in der allgemeinen Formel I hat, mit einer Carbonsäure der allgemeinen Formel III

R₁-Y-COOH

(III)

45

worin R₁ die gleiche Bedeutung wie in der allgemeinen Formel I hat, oder einem reaktionsfähigen Derivat derselben umsetzt und gegebenenfalls die erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel I, in der M ein Wasserstoffatom ist, in ein Salz überführt.

3. Arzneimittel, bestehend aus einer Verbindung gemäß Anspruch 1 und üblichen pharmazeutischen Hilfs- und Trägerstoffen.

55 CO-N C-CH₂-O-COCH₃

COOM

worin R₁ für einen 1M- oder 2 M-Benzotriazolyl-Rest, einen gegebenenfalls durch eine 2-Methylgruppe substituierten Indolyl-Rest oder für den 2,3-Dichlorchinoxalinyl-6-Rest steht und Y eine Methylen- oder Methylenthiomethylengruppe bedeutet und M ein Wasserstoffatom oder ein pharmazeutisch annehmbares, ungiftiges Kation ist.

Die obengenannten neuen Cephalosporanderivate besitzen wertvolle physiologische Eigenschaften, sie weisen eine starke Aktivität gegenüber den verschiedensten Mikroorganismen auf und sind gegen Abbau durch Penicillinase oder Säure beständig. Bei oraler Verabreichung an Mäuse bewirken sie ferner einen hohen Blutspiegel, und ihre Toxizität ist, wie bei allen Cephalosporinen, so außerordentlich gering, daß sie praktisch unbeachtlich ist.

Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Verbindungen sind die 7-(Indol-3-methylthioacetamido)-cephalosporansäure sowie ihr Natriumsalz und ihr Dicyclohexylamin-Salz, die 7-(l H-Benzotriazoll-acetamido)-cephalosporansäure und ihr Dicyclohexylamin-Salz, die 7-(2 H-Benzotriazol-2-acetamido)-cephalosporansäure und ihr Dicyclohexylamin-Salz, die 7 -(2 - Methylindol - 3 - acetamido) -cephalosporansäure, die 7-(2-Methylindol-3-methylthioacetamido)-cephalosporansäure, die 7-(2,3-Dichlorchinoxalin-6-acetamido)-cephalosporansäure und die 7-[Indol-3-(acetamido)]-cephalosporansäure.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung der neuen Cephalosporansäurederivate der oben angegebenen allgemeinen Formel I, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in an sich bekannter Weise (vgl. die belgische Patentschrift 6 15 956) 7-Aminocephalosporansäure oder ein Derivat davon der allgemeinen Formel .

ΝΗ, — CH — CH CH₂ (II)

CO-N C-CH₂-O-COCH₃
C
COOM

worin M die oben angegebene Bedeutung hat, mit einer Carbonsäure der allgemeinen Formel

R₁-Y-COOH (III)

Die Erfindung betrifft neue Cephalosporansäure-

derivate, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie 65 worin R₁ die oben angegebene Bedeutung hat, oder Arzneimittel, die aus einem der neuen Cephalosporan- einem reaktionsfähigen Derivat davon umgesetzt säurederivate und üblichen pharmazeutischen Hilfs- und die dabei erhaltene Verbindung der allgemeinen und Trägerstoffen bestehen. Formel I, in der M ein Wasserstoffatom ist, ge-

gebenenfalls in ein pharmazeutisch annehmbares, ungiftiges Salz übergeführt wird. ■

Unter dem hier verwendeten Ausdruck »pharmazeutisch annehmbares, ungiftiges Salz« ist beispielsweise ein Alkalimetall-Salz, insbesondere ein Natrium- oder Kalium-Salz, ein Ammonium-Salz, ein quaternäres organisches Onium-Salz, z. B. ein Triäthylammonium-, Dicyclohexylammonium-, Diphenylendiammonium- und Dibenzyläthylendiammonium-SaIz, zu verstehen. ·■-..■■■■■■■;' .^:

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Arzneimittel, das aus einem Cephalosporansäurederivat der oben angegebenen allgemeinen Formel I und üblichen pharmazeutischen Hilfs- und Trägerstoffen besteht.

Die erfindungsgemäßen neuen Verbindungen sind hinsichtlich ihrer Hemmwirkung auf das Wachstum von Mikroorganismen der bekannten Verbindung Cephalothin (nachfolgend abgekürzt mit CET) eindeutig überlegen (vgl. das weiter unten folgende Vergleichsbeispiel).

Die als Ausgangsmaterial verwendbare 7-Aminocephalosporansäure (T-Amino-S-acetoxymethyl-S-cephem-4-carbonsäure) ist eine bekannte Verbindung und kann durch Hydrolyse des Antibiotikums Cephalosporin C hergestellt werden (vgl. »Biochemical Journal, 79, 408 bis 416 [1961]).

Die Umsetzung mit einer Carbonsäure der allgemeinen Formel III wird vorzugsweise in Gegenwart eines Kondensationsmittels, wie Dicyclohexylcarbodiimid, N - Cyclohexyl - N' - morpholinoäthylcarbodiimid, Pentamethylen - keten - N - cyclohexylimin, N - Äthyl - ο - phenylisoxazolium - 3' - sulphonat oder Phosphortrichlorid, durchgeführt. Es wird angenommen, daß unter diesen Reaktionsbedingungen die Reaktion hauptsächlich über eine aktive Form der Carboxylgruppe in der Carbonsäure der allgemeinen Formel III oder über eine aktive Form der Aminogruppe in der 7-Aminocephalosporansäure abläuft.

Beispiele für reaktionsfreudige Derivate der Carbonsäure der allgemeinen Formel III, wie sie häufig verwendet werden, sind die Säurehalogenide, Säureazide, gemischten Anhydride mit Alkylphosphorsäuren oder Alkylcarbonsäuren, Säureamide mit Imidazol oder in 4-Stellung substituierten Imidazolen, die Cyanomethylester oder die p-Nitrophenylester. Diese reaktionsfreudigen Derivate werden in geeigneter Weise entsprechend der Art der zu verwendenden Carbonsäure der allgemeinen Formel III ausgewählt.

Die erfindungsgemäße Reaktion wird im allgemeinen in Anwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt. Geeignete Lösungsmittel sind z. B. Aceton, Dioxan, Acetonitril, Chloroform, Äthylenchlorid, Tetrahydrofuran oder andere organische Lösungsmittel, die bei der Reaktion inert sind und üblicherweise verwendet werden. Von diesen Lösungsmitteln können die hydrophilen Lösungsmittel im Gemisch mit Wasser eingesetzt werden.

Außerdem kann die Umsetzung in Anwesenheit einer Base, z. B. eines Alkalimetallbicarbonats, eines Trialkylamins oder von Pyridin, durchgeführt werden. In den meisten Fällen wird die Umsetzung unter Kühlen oder bei Raumtemperatur durchgeführt, obobwohl die Reaktionstemperatur nicht in besonderem Maße beschränkt ist. '

Nach Beendigung der Reaktion wird das Reaktionsprodukt auf an sich bekannte Weise isoliert.

Wird als Ausgangsprodukt eine Verbindung der allgemeinen Formel II verwendet, in dem M ein pharmazeutisch annehmbares ungiftiges Kation ist, so wird im wesentlichen ein Produkt der allgemeinen Formel I erhalten, worin M ein Wasserstoffatom ist, da die Dissoziation des Kations während der Isolierung des Reaktionsproduktes leicht eintritt. Wird daher angestrebt, ein Produkt der allgemeinen Formel I zu erhalten, in dem M ein pharmazeutisch annehmbares ungiftiges Kation ist, so wird, das Produkt der allgemeinen Formel I, worin M ein Wasserstoffatom ist, mit einer geeigneten Verbindung, wie z. B. Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd, Natrium - α - äthylhexanoat, Triäthylamin, Dicyclohexylamin, Diphenylendiamin oder Dibenzyläthylendiamin, behandelt. .: ,·.■·. .· :.: ;

Sowohl die 7-Amino-cephalosporansäure und ihre Salze der allgemeinen Formel II als auch die Produkte der allgemeinen Formel I sind relativ instabil und neigen dazu, sich während der Reaktion zu zersetzen. Daher wird die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegende Reaktion und Isolierung vorzugsweise unter milden Bedingungen durchgeführt.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Darin bedeutet »MIC« die minimale Hemmkonzentration, die nach der bei der biologischen Prüfung antimikrobiell wirksamer Verbindungen üblicherweise angewendeten Reihenverdünnungsmethode bestimmt wurde; Escherichia coli und Staphylococcus aureus werden darin als »E. coli« bzw. »St. aureus« bezeichnet.

B ei sp i e 1 1

a) 7-(Indol-3-methylthioacetamido)-cephalosporansäure

6,4 g Dicyclohexylcarbodiimid, gelöst in 20 ecm Tetrahydrofuran, wurden tropfenweise zu einer Lösung von 7,072 g Indol-3-(methylthioessigsäure) in 140 ecm Tetrahydrofuran zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Zu dieser Lösung wurde tropfenweise eine Lösung von 8,704 g 7-Aminocephalosporansäure und 2,688 g Natriumbicarbonat in 160 ecm Wasser innerhalb von 5 Minuten zugegeben. Nach dem Stehenlassen über Nacht wurde das Reaktionsgemisch 2 Stunden bei Raumtemperatur und sodann einen Tag lang gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und das Filtrat zur Abtrennung des Tetrahydrofurans destilliert. Der Rückstand wurde nochmals filtriert, und das resultierende Filtrat wurde nach Einstellung des pH-Wertes auf 1,0 mit Äthylacetat extrahiert. Der Extrakt wurde zur Entfernung des Lösungsmittels destilliert, und der Rückstand wurde in 30 ecm Aceton gelöst. Diese Aceton-Lösung wurde filtriert, und das Aceton wurde abdestilliert. Der so erhaltene Rückstand wurde mit Äther gewaschen, wodurch 5,607 g 7-[Indol-3-(methylthioacetamido)]-cephalosporansäure als schwachgelbes Pulver erhalten wurden. .

MIC: E. coli: > 40y/ccm, St. aureus: 1 y/ccm.

Ein Wirksamkeitstest der wie oben beschrieben erhaltenen Verbindung in Dosen von 6 mg gegen Diplococcuspneumoniae-III-Infektion bei Mäusen und Streptococcushemolyticus-S 23-Infektion bei Mäusen zeigte, daß die Verbindung' 1,33- bzw. l,25mal so wirksam wie 6-(5-Methyl-3-phenylisoxazol-4-carbonamido)-penicillinsäure bei gleicher Dosierung und Anwendungsform war. Der MIC-Wert gegen D. pneu-

moniae betrug 0,05 gegenüber 0,4 bei Cephalothin (CET).

b) Das Dicyclohexylamin-Salz der
7-(Indol-3-methylthioacetamido)-cephalosporansäure

4,1 g der nach a) erhaltenen Verbindung wurden in 25 ecm Aceton gelöst. Zu dieser Acetonlösung wurden 1,8 g Dicyclohexylamin in 5 ecm Aceton zugegeben, und das Reaktionsgemisch ließ man einige Minuten stehen, wodurch ein kristallähnliches, ι ο schwachgelbes Pulver erhalten wurde. Dieses Pulver wurde aus Äthanol umkristallisiert, wodurch 865 mg des Dicyclohexylamin-Salzes der 7-(Indol-3-methylthioacetamido)-cephalosporansäure in Form von nadeiförmigen Kristallen mit einem Schmelzpunkt von 162 bis 163⁰C (Zers.) erhalten wurden.

Elementaranalyse für
C₂₁H₂₁N₃O₆S₂-C₁₂H₂₃N-V₂H₂O:

Berechnet ... C 59,52, H 6,81, N 8,42;

gefunden .... C 59,28, H 6,77, N 8,44.

UV: ;iS^c'^H>^OH:222m^ E 585,
272 ΐημ, Ε 171.
MIC: E. coli: > 40 y/cem, St. aureus: 0,25 y/cem.

Beispiel 2

H-Benzotriazol-l-acetamido)-cephalosporan-

säure

354 mg 1 H-Benzotriazol-1 -essigsaure, gelöst in 2 ecm einer Tetrahydrofuranlösung von Dicyclohexylcarbodiimid (211 mg/cem), wurden mit einer Lösung von 540 mg 7-Aminocephalosporansäure und 180 mg Natriumcarbonat in 8 ecm Tetra-hydrofuran in der gleichen Weise behandelt wie im Beispiel la) beschrieben; es wurden 395 mg 7-(l H-Benzotriazoll-acetamido)-cephalosporansäure als Pulver erhalten.

b) Das Dicyclohexylamin-Salz der

7-(l H-Benzotriazol-1 -acetamido^cephalosporansäure

Die gemäß a) erhaltene Substanz (395 mg) wurde in 20 ecm wäßrigem Aceton zusammen mit 200 mg Dicyclohexylamin gelöst und in der gleichen Weise wie im Beispiel Ib) behandelt. Es wurden 212 mg des Dicyclohexylamin-Salzes der 7-(l H-Benzotriazoll-acetamido)-cephalosporansäure in Form von farblosen Nadeln mit einem Schmelzpunkt von 205 bis 206° C (Zers.) erhalten. .

UV: X⁹SJ_x*^C>^H>^OH260 ταμ, E 241

MIC: E. coli: > 20y/ccm, St. aureus: 0,5y/ccm.

Beispiel 3 ^: -^: .

a) 7-(2 H-Benzotriazol-2-acetamido)-cephalosporansäure

443 mg 2 H-Benzotriazol-2-essigsäure, gelöst in 2,5 ecm einer Tetrahydrofuran-Lösung von Dicyclohexylcarbodiimid (211 mg/cem), wurden mit einer Lösung von 680 mg 7-Aminocephalosporansäure und 227 mg Natriumbicarbonat in 10 ecm Tetrahydrofuran und 10 ecm Wasser in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 a) behandelt, wobei 306 mg 7-(2 H-Benzotriazol-2-acetamido)-cephalosporansäure als Pulver erhalten wurden.

b) Das Dicyclohexylamin-Salz der
7-(2H-Benzotriazol-2-acetamido)-cephalosporansäure

Die gemäß a) erhaltene Verbindung (306 mg) und 163 mg Dicyclohexylamin wurden in 5 ecm wäßrigem Aceton in der gleichen Weise wie im Beispiel Ib) behandelt, wobei. 236 mg des Dicyclohexylamin-Salzes der 7 - (2 H - Benzotriazol - 2 - acetamido) - cephalosporansäure in Form farbloser Nadeln mit einem Schmelzpunkt von 197 bis 199° C (Zers.) erhalten wurden.
UV: ^c₁H₅OH. 273 m^ E 290.

₂H₃Ow 267,2 miv E 265, 279,5 πΐμ, Ε 274,

_λ95

286 πΐμ, Ε 206.
MIC: E. coli: 20y/ccm, St. aureus: 0,5 y/cem.

Elementaranalyse für C₃₀H₄₀N₆O₆S: .

Berechnet '... C 58,76, H 6,58, N 13,71;
gefunden .... C 59,06, H 6,86, N 13,59.

Die folgenden Verbindungen wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 a) beschrieben hergestellt :

Tabelle 1

Verbindung ■ . ·..:·.'-·. ' ;;	.-_■ Habitus	F. ("C) (7(*r<: \	.UV' . :	Ί Ε!»	MlCfr/ccm)	St.
		[ZsGTS.)	Lösungsmittel	(Πΐμ)	E. coli	aureus
				'J		0,5
■-■■■■ .· . - 7-(Indol-3-acetamido)-	kleine	> 240°	;_/■■'■ '■ ■		>40
cephalosporansäure	Prismen			(max.) 259		1
7-(2-Methylindol-3-acetamido)-	Pulver	' 76—82	80% C2H5OH	271	>40
cephalosporansäure			NaOH	(max.) 234		0,25 ,
7-(2-Methylindol-3-methyl-	Pulver	95—105	80% C2H5OH	272	>40
thioacetamido)-cephalosporan-			NaOH
säure				(max.)
7-(2,3-Dichlorchinoxalin-	Pulver	169—170	Tetrahydro	248 726
6-acetamido)-cephalosporansäure			furan	251 749 327 167		0,2
				344 115	>40

Beispiel 4

Das Natriumsalz der 7-[Indol-3-(methylthioacetamido)]-cephalosporansäure

200 mg der gemäß Beispiel 1 a) erhaltenen Substanz wurden in 5 ecm Aceton gelöst. Hierzu wurde eine Lösung von 70 mg Natrium-a-äthylhexanoat in 1 ecm Aceton gegeben; das Gemisch wurde über Nacht in einem Kühlschrank stehengelassen, wodurch 2 g des Natriumsalzes der 7-[Indol-3-(methylthioacetamidofl-cephalosporansäure in Form von farblosen Kristallen mit einem Schmelzpunkt von 165 bis 167° C (Zers.) erhalten wurden.

UV: /·&': 260 πΐμ, Ε 137.

In der gleichen Weise wie oben beschrieben wurde das Natriumsalz der 7-(l H-Benzotriazol-1-acelamido)-cephalosporansäure mit einem Schmelzpunkt von 212 bis 214° C (Zers.) erhalten.

UV: X%,i^c>^u>°": 259 πΐμ, EJ* 325,1.

Vergleichsbeispiel

Zum Nachweis der therapeutischen Überlegenheit der erfindungsgemäßen Verbindungen gegenüber der Vergleichsverbindung Cephalothin (CET) in bezug auf die minimale Hemmwirkung gegenüber dem Wachstum von Mikroorganismen wurden Vergleichsversuche durchgeführt, deren Ergebnisse in der folgenden Tabelle 2 zusammengefaßt sind. Dieser Tabelle ist zu entnehmen, daß die darin genannten erfindungsgemäßen Verbindungen eine bessere Aktivität aufweisen als das bekannte Cephalothin.

Tabelle 2 Beispiel

MIC ^g/ml)
D. pheumoniae

ist, je besser die Hemmwirkung gegenüber einer Infektion durch Streptokokken ist. Die dabei erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 3 zusammengestellt. Daraus ist zu ersehen, daß die genannten erfindungsgemäßen Verbindungen eine bessere Wirksamkeit aufweisen, als die Vergleichsverbindung CET.

Tabelle 3

Beispiel Verhältnis der Wirksamkeit zwischen der

geprüften Verbindung und MPI-PC .«genüber
einer Infektion durch Streptokokken bei der Maus
(peroral)

2	1,4
3	1,4
CET	0,5

20 Außerdem wurde der Serumspiegel nach peroralei Verabreichung einiger Verbindungen in einer Menge von 100 mg/kg an eine Ratte bestimmt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4 zusammengefaßt. Diese Tabelle zeigt auch die minimalen Hemmwerte der dort genannten Verbindungen gegenüber Staphylococcus aureus 209 P. Aus den angegebenen Daten ist zu entnehmen, daß die Serumspiegel bei Verabreichung der erfindungsgemäßen Verbindungen beträchtlich über denjenigen lagen, die bei Verabreichung der Vergleichsverbindung CET erhalten wurden.

Tabelle

35

St.hemolytis Beispiel

Verbindung von

Tabelle 1, Zeile 3

[7-(2-Methylindol-3-me-

thylthioacetamido)-

cephalosporansäure]

0,2
0,1

0,4

40 Serumspiegel bei Verabreichung von
100 mg/kg p.o. (Ratte)
in μg/ml nach
1,5 Std. 3 Std.

MIC fcg/ml)

gegen

St. aureus 209 P

45

Ferner wurden Versuche zur Bestimmung des Verhältnisses der Wirksamkeit zwischen den jeweils geprüften Verbindungen und Mcthylphenylisoxazolylpenicillin (MPI-PC) gegenüber einer Infektion durch Streptokokken bei der Maus (peroral) durchgeführt. Dabei zeigte sich, daß der erhaltene Wert um so höher

1 1,1 0,4

Verbindung von 0,7 0,9

Tabelle 1, Zeile 2

der Beschreibung

CET 0,5 0,21

0,25

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen wie praktisch alle Cephalosporine eine außerordentlich geringe Toxizität aufweisen, die praktisch unbeachtlich ist.

509 537/428

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verbindungen der allgemeinen Formel

R₁-Y-CO-NH-CH-CH CH₂

Il I

CO-N C-CH₂-O-COCH₃

·; C . ■