DE1545858A1 - Verfahren zur Herstellung von Acylaminopenicillansaeuren - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von Acylaminopenicillansäuren

Es ist bereits bekannt, die Aminogruppe der 6-aminopenicillansäure durch Reaktion mit Carbonsäurederivaten zu acylieren. Auf diese Weise gewonnene Penicilline, die durch direkte Fermentation nicht zugänglich sind, zeichnen sich häufig durch besondere vorteilhafte Eigenschaften aus.

Es wurde nun gefunden, daß man ö-Acylaminopenicillansäuren der allgemeinen Formel. I · «■

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in der R¹, R und R^ für Wasserstoff oder eira Methylgruppe stehen, oder deren-Alkali-, Ammonium-, Erdalkali» oder nlcht toxische Aminsalze erhält, wenn man 6-Aminopenic illans äure _Λ

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insbesondere ein Salz der 6-Aminopenicillansäure mit einer Thienyloxyessigsäure der allgemeinen Formel II

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in der R , R und R-⁷ die oben genannte Bedeutung besitzen, insbesondere mit einem gegenüber einer NHp-Gruppe reaktionsfähigen Derivat einer solchen Thienyloxyessigsäure in an sich bekannter Weise umsetzt, anschließend gegebenenfalls aus den erhaltenen Salzen die Säuren in Freiheit setzt und/ oder die Säuren in Salze überführt.

Erfindungsgemäß kommen beispielsweise die folgenden Thienyloxyessigsäuren als Ausgangsmaterial in Betracht: 2-Thienyloxyessigsäure,, ^-Thienyloxyessigsäure, 5-Methyl~2-thienyloxyessigsäure, jJ^-Dimethyl^-thienyloxyessigsäure, 2-Methyl-3-thienyloxyessigsäure, 3-Methyl-4-.thienyloxyesBl.gsäure, 2-Methyl-4-thienyloxyes3igsäure, 2,5~Dimethyl-.;$- thienyloxyessigsäure, 2,3-Dimethyl-.4~thienyloxyessigsäure, <X~(3-Thlenyloxy)-propionsäure, oc~(2-Thienyloxy)-propionsäure, oC-CS-methyl^S^thienyloxy)-propionsäure, ocr.(2-Methyl-4«thienyloxy)-propionsäure, oe-C²*5-Dimethyl-4-thienylox^- propionsäure. Die Thienyloxyessigsäuren lassen sich nach bekannten Verfahren, z.B. durch Umsetzang von Hydroxythiophenen mit entsprechenden at-Halogenfettsäureestern und anschließende Verseifung gewinnen,

Die Umsetzung der Thienylexysssigsauren mit 6-Aminopenicillansäuren findet erflndungsgemäS z.B. in der Weise statt, daß man die Komponenten mit einem Carbodiimid *e» beispielsweise Dicyclohexylcarbodiimid in an sich bekannter Weise zur
Reaktion bringt. Beispielsweise versetzt man die LcSüng von «i*· Salzen der β-Amlnopenlclllansäuren, wie des Triäthylaminsalzes, in Methylenchloriä, wasserhaltigem

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Dioxan oder wasserhaltigem Tetrahydrofuran mit dem Carbodiimid und der entsprechenden Thienyloxyessigsäure, die beide in einem inerten Lösungsmittel wie Dioxan, Tetrahydrofuran oder Methylenchlorid gelöst sind«, Nach dem Abfiltrieren des aus dem Carbodiimid gebildeten Harnstoffs kann das neue Penicillin durch vorsichtiges Eindampfen der Lösung gewonnen werden.

Besonders vorteilhaft werden die neuen Acylderivate der 6-Aminopenicillansäure und deren Salze dadurch erhalten, daß man 6-Arainopenlcillansäure, vorzugsweise ein neutrales Salz derselben wie beispielsweise ein Alkali- oder tert. Amlnsalz, wie z.B. das Natrium- oder Triäthy!ammoniumsalze mit einem reaktionsfähigen Derivat einer Thienyloxyessigsäure in an sich bekannter Weise, möglichst im neutralen pH-Bereich, vorzugsweise bei einem pH-Wert von 6 bis 9 umgesetzt.

Die Salze der 6-Aminopenicillansäure können direkt eingesetzt oder auch erst in der zur Reaktion zu verwendenden Lösung aus 6-Aminopenicillansäure und beispielsweise Natriumhydrogencarbonat, Dinatriumhydrogenphosphat oder Triäthylamin hergestellt werden. Außer in wässriger Lösung kann die 6-Aminopenicillansäure auch bei Anwesenheit von mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln, wie z.B. Aceton, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dioxan oder Tetrahydrofuran eingesetzt werden.

Als reaktionsfähige Derivate der Thienyloxyessigsäure kommen beispielsweise Säurechloride, Säurebromide, aktivierte Ester, beispielsweise p-Nitrophenylester, p-Nitrophenylthioester oder Cyanmethylester, Azide, symmetrische und gemischte Säureanhydride in Betracht.

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Besonders geeignet erwiesen sich gemischte Säureanhydride, die sich von einer Thienjüoxyessigsäure der allgemeinen Formel II und einem Halbester der Kohlensäure mit einem niedrigmolekularen aliphatischen Alkohol ableiten. Ein solches gemischtes Anhydrid erhält man z.B.,. wenn man das Salz einer Thienyloxyessigsäure mit einem tertiären Amin, beispielsweise das Triäthylaminsalz, in einem inerten, vorzugsweise mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, wie z.B. Tetrahydrofuran, Dioxan oder Aceton, mit einem niedrigmolekularen Chlorkohlensaurealkylester, beispielsweise Chlorkohlensäure isobutylester, umsetzt. Die so gewonnen Lösung wird direkt mit der Lösung eines Salzes des ö^Aminopenicillansäure in Reaktion gebracht. Dabei ist es angezeigt, bei Raumtemperatur oder schwach erniedrigten Temperaturen, vorzugsweise in einem Bereich von -10 - +10⁰C zu arbeiten. Nach Beendigung der Umsetzung wird die Lösung, in der das neue Penicillin als Salz vorliegt, durch Susatz einer verdünnten Mineralsäure, wie beispielsweise Salz-, Schwefel- oder Phosphorsäure auf einen pH-Wert von 2 eingestellt und das freigesetzte Penicillin mit einem inerten Lösungsmittel aufgenommen. Hjerfür geeignet sind z.B. Äther wie beispielsweise Diäthyläther oder Diisopropyläther oder Ester wie z.B. Äthylacetat. Nach dem Trocknen mit einem Trocknungsmittel wie z.B. Natrium- oder Magnesiumsulphat kann das erfindungsgemäß erhaltene Penicillin durch Eindampfen des Lösungsmittels isoliert werden.

Um das Produkt in Form eines Salzes zu gewinnen, extrahiert man beispielsweise die Lösung des Penicillins in dem inerten Lösungsmittel mit einer wässrigen Bicarbonatlösung, vorzugsweise mit einer Alkaliblcarbonatlösung und entfernt das V/asser aus der wässrigen Phase durch Gefriertrocknung. Aminsalze, insbesondere nichttoxische Aminsalze, soweit sie in Wasser schwer löslich sind, wie beispielsweise Benzhydrylaminsalz

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oder das Dibenzyläthylendiaminsalz, lassen sich durch direkte Ausfällung einer wässrigen Lösung, beispielsweise einer Lösung eines Alkalisalzes, erhalten. Eine besondere Tendenz zur Kristallisation besitzen die Kaliumsalze. Ein Verfahren zu ihrer Herstellung besteht z.B. darin, die Lösung der acylierten Aminopenicillansäure in einem organischen LösuhgSrmittel, wie sie nach der oben geschilderten Arbeitsweise anfällt, mit der Lösung von 1 Mol des Kaliumsalzes einer geeigneten Fettsäure, wie z.B. Diäthyiessigsaure> in-einem geeigneten Lösungsmittel wie z.B.-Aceton zu vers&zen. Das auskristallisierende Kaliumsalz kann dann⁷ durch Filtration leicht gewonnen werden. — " · ^:·^:«^:::- -■·-··

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Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen 6-.Acy.laminopenicillansäuren sind feste., kristalline oder amorphe Produkte, in Wasser schwer, in den üblichen organischen Lösungsmitteln wie Äther, Essigester, Alkohol u.a. leicht löslich und bei sauren pH-Werten stab'il. Sie bilden feste, ' vielfach kristalline Alkali-, Ammonium-, Erdalkali- und Amin-/ salze. Die erfindungsgemäß herstellbaren Verbindungen zeigen im IR-Spektrum die bei 5,6 Ai liegende charakteristische Absorptionsbande des ß-LactamrInges. Die Produkte können ferner durch das Dünnahichtchromatogramm charakterisiert werden (vgl. hierzu E.Stahl Dünnschlchtchromatographie, Springer-Verlag, I962, Seite 324 326). Eine Gehaltsbestimmung lässt sich auf jodometrischen Wege durchführen. .

Die erfindungsgemäßen Verbindungen zeichnen sich gegenüber den mit ihnen vergleichbaren bekannten Thienylacylaminopenicillan-,'' säuren durch eine wesentlich höhere SäurestabMtät aus, bei gleicher bis »besserer Wirksamkeit gegen penicillin-sensible JCeime

Die' Verfahrensprodukte besitzen eine hervorragende antibakterielle Wirksamkeit^ die gegen grampositive Keime besonders ausgeprägt ist. Dabei ergeben sich beim Vergleich mit anderen säurestabilen halbsynthetisch gewonnenen Penicillinen, die bisher bekannt und in die Therapie eingeführt worden sind, deutliche Unterschiede hinsichtlich der Empfindlichkeit der einainen Keime. In zahlreichen Fällen werden die bekannten Penicilline von den erfindungsgemäß erhaltenen Produkten erheblich übertroffen, so daß sie bei der Bekämpfung von auf die entsprechenden Bakterien zurückgehenden Infektionen entscheidende therapeutische Vorteile besitzen. In der nachfolgenden Tabelle I werden einige Verfahrensprodukte mit dem als "Oxacillin" bekannten Penicillin, das dem Rest der 5-Methyl-3-phenyl-isoxazol-j5~carbonsäure enthält, verglichen. Bei den angegebenen Werten handelt es sich um die minimalen Hemmkonzentrationen für einige grampositive und gramnegative Bakterien, wie sie im Reihenverdünnungstest bei einer Keimeinsaat von 10^ Keimen pro Röhrchen ermittelt wurden.

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Tabelle I

Minimale Hemmkonzentration in J" /ml

Keimart

CD O CD OO tr-OO

Staph.aur. SG 511

Strept. 308; serol. Gruppe A

Streut. Aronson; serol. Gruppe B

Strept. equi;
serol. Gruppe C

Strept. faecium MD 8b; serol. Gruppe D Strept. faecium MD 96AJ serol. Gruppe D

Strept. faecalis; serol. Gruppe D

Strept. glycerinaceasj serol. Gruppe D

0,008	0,008	■ 0,06	0,007	0,015	0,125
0,005	0,ool5	0,012	0,0015	0,005	0,025
0,015	0,015	0,125	0,015	0,015	0,25
2,5	1,25	6,25	3,1	5,1	10,0
12,5	12,5	25,0	12,5	25,0	100,0
6,25	6,25	25,0	6,25 . '	12,5	50,0
12,5	• 12,5	25,0	25,0	51,5	100,0
15,6	15,6	25,0	15,6	15,6	250,0

Ol -tion OO

GD

a =
b =

¹6-(5-Thienyloxyacetylamino)-penlcillansäure«kalium e - 6-(2,3-Dimethyl-4-thienyloxyacetyl-

6-(5-Methyl-2-thienyloxyacetylamino)-peniclllansäure-kalium amino)-penicillansäure-kaiium 6-/"S₀r-("5-Thienyloxy)-propionylamino_7-penicillansäure-kalium ." - 6-('f?-Methyl-4-thienyloxyacetylamino) -penicillansäure-kalium

Tabelle II enthält die Ergebnisse eines vergleichenden chemotherapeutischen Versuches an der infizierten Maus. Dabei sind die mit Oxacillin ermittelten Werte denen gegenübergestellt, dieWt dem erfindungsgemäß gewonnenen Kaliumsalz der 6-(3~Thienyloxy~ acetyl-amino)-penicillansäure erhalten wurden.

Tabelle II

Keime

DCq₅/ kg Maus

6-(3-Thienyloxy. acetylamino)-penicillansäurekalium

Oxacillin

Strept.77» serol,
Gruppe A

se. 0,6 mg p.o.0,75 mg

9,03 mg 39,97 mg

Staph .aureus Giorgio

se. 0,13 mg p.o.0,13 mg

22,5.-. mg 27,0 mg

Wie den obigen Tabellen zu entnehmen ist- eignen sich die er-

herstellBaren
findungsgemäS. ."»Produkte somit in hervorragender Weise für die

Bekämpfung bakterieller Infektionen.

Beispiele

Die in den Beispielen angegebenen Werte für den Reinheitsgrad der erhaltenen Penicilline wurden auf jodometrischem Wege bestimmt. Die aufgeführten Rf«Werte beziehen sich auf Dünnschichtchromatrogramme. Als Schicht wurde Kieselgel G, als Fließmittel ein Gemisch aus 70 Teilen Methanol und 30 Teilen Isopropanol eingesetzt.

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'Beispiel 1

a) 1,58 g 3-Thienyloxyessigsäure werden in einem Gemisch von 15 ecm trocknem Tetrahydrofuran und 1,5 ecm Triäthylamin gelöst. Hierzu tropft man innerhalb I5 Minuten bei O⁰C eine Lösung von

S Chlorameisensäureisobutylester in 5 ecm trockenem Tetrahydrofuran, Man rührt das Reaktionsgemisch bei der gleichen Temperatur noch 10 bis I5 Minuten und tropft es dann unter Aufrechterhaltung ,einer Temperatur von O⁰C zu einer Lösung von 2,16 g β-Aminopenicillansäure in einem Gemisch von 15 ecm Wasser und 1,5 ecm Triäthylamin. Anschließend/rührt man noch 15 Minuten bei der gleichen Temperatur und weitere 30 Minuten bei 10⁰C. Dann werden 30 ecm Eiswasser zugegeben und das Gemisch mit Äther extrahiert. Die wässrige Phase überschichtet man mit 50 ecm Ä'thylacetat und bringt sie mit 5n Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 2. Nach dem Trennen der beiden Shichten wird die wässrige Phase nochmals mit 50 ecm Ä'thylacetat ausgezogen und dann die vereinigten Kthylacetatlösungen über Natriumsulfat getrocknet. Die so gewonnene Lösung enthält die 6«(3-Thienyloxyaeetylamino)-penicillansäure. Beim Eindampfen im Vakuum bei Raumtemperatur bleibt sie als festes Produkt zurück.

Zur Gewinnung des Kaliumsalzes versetzt man die oben erhaltene Lösung des Penicillins-in Kthylaeetat mit einer Lösung von 1>85 g Diäthylessigsäure-kalium in 30 ecm Aceton. Das Kaliumsalz des Penicillins kristallisiert sofort aus und kann nach etwa einhalbstündigem Stehen abgesaugt unefoiit Aceton/Kther nachgewaschen werden. Man erhält 2,5 g eines weißen Kristallpulvers. Gehalt 90 - 95 & Rf-Wert o,T5.

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b) 7>88 g des Kaliumsalzes der 6-(3-Thienyloxyaeetylamino)-penicillansäure werden In 4o ecm Wasser gelöst und rait einer Lösung von 4,4 g Benzhydrylaminhydroehlorid in j50 ecm Methanol (90#ig) versetzt. Das Benzhydrylaminsalz der 6-(j5-Thienyloxyacetylamino)-penid.llansäure kristalliert dabei aus. Gehalt 99

Beispiel 2

In einer dem Beispiel la analogen Weise wird bei Verwendung von öt'-ijJ'-Thlenyloxy) -propionsäure das Kaliumsalz der 6- ^"V~(3-Thienyloxy)-propionylamino__7-penicillansäure erhalten. Gehalt etwa 70 & Rf-Wert 0,65:

Beispiel 3

Bei Verwendung' von 2-Methyl-4-thienyloxyessigsäure wird in analoger Weise zu Beispiel la das Kaiiumsalz der 6-(2-Methy1-4-thienyloxyacetylamino)-penicillansäure erhalten. Gehalt 95 #i Rf-Wert -0,γ4.

Beispiel 4

Setzt man 5~Methyl-2-thienyloxyessigsäure in analoger Weise wie in Beispiel laibeschrieben um, so gewinnt man das Kaliumsalz der 6-(5-Methyl-2-.thienyloxyacetylamino)-penicillansäure. Gehalt 95 * 100 fc Rf-Wert 0,75

Beispiel 5

In einer dem Beispiel la analogen Weise wird bei Verwendung von 2,3-Dimthyl-4-thienyloxyessigsäure das Kaliumsalz der 6-(2,3-Dimethyl-4-thienyloxyacetylamino)-penicillansäure erhalten. Gehalt 88 & Rf-Wert 0,82.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Verfahren zur Herstellung von 6-Acylaminopenicillansäuren der

   allgemeinen Formel I

   t QTT

   R 4¹Vu o-ch-co-nht—t^sYch! ι ■'"■ ···

   in der R , R und R^ für Wasserstoff oder eine Methylgruppe stehen,, oder deren Alkali-, Ammonium-, Erdalkali- oder nicht .toxischen Aminsalze, dadurch gekennzeichnet, daß man 6-Aminopenicillansäure insbesondere ein Salz der 6-Aminopenicillansäure mit einer Thienyloxyessigsäure der-allgemeinen_:Formel II

   3 ■ ι - ··■ ■ .... .

   R-JT¹Il. 0-CH-COOH II

   1 ? ~*i

   in der R , R und R^ die obengenannte Bedeutung besitzen, insbesondere mit einem gegenüber einer NH₂-Gruppe reaktionsfähigen Derivat einer solchen Thienyloxyessigsäure in an sieh "bekannter Weise umsetzt, anschließend · gegebenenfalls aus den erhaltenen Salzen'die Säuren freisetzt' und/oder die Säuren in Salze überführt,

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