DE1620012A1 - Derivate von Penicillansaeure und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Derivate von Penicillansäure und Verfahren zu ihrer Herstellung.

Die Erfindung bezieht sich auf neue synthetische Verbindungen, welche als antibakterielle Mittel, als nahrhafte Zusätze bei Tierfutter, als Mittel für die Behandlung von Mastitis bei Rindern und als therapeutische Mittel bei der Behandlung besonders von durch grammpositivet und grammnegative Bakterien hervorgerufenen Infektionskrankheiten bei Geflügel und Tieren, einschließlich dem Menschen, wertvoll sind, und insbesondere auf ö-IsQthiazolylacetamidpenicillänsäuren und die nicht-toxischen Salze hiervon.

Es hat sich gezeigt, daß antibakterielle Mittel der Penicillinklasse bei der Therapie von Infektionen aufgrund grammpositiver Bakterien sehr wirksam sind, aber alle derartigen Penicilline sind gegenüber grammnegativen Bakterien, z.B. Salmonella enteriditis und Klebsiella pneumoniae, unwirksam. Die Erfindung ist demnach darauf gerichtet, neue Verbindungen zu schaffen, die sowohl gegenüber grammpositiven als auch

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grammnegativen Bakterien wirksam sind und bei oraler Verabreichung bei Menschen und Tieren wirksam absorbiert werden. Erreicht wird dieses Ziel durch neue Verbindungen der allgemeinen Formel

CH

y ν, /

CH₀C - NH - CH CH

N CHCOOH

(in der R- und R Wasserstoff, Chlor, Brom, Jod oder Methyl sind) und deren nicht-toxischen, pharmazeutisch brauchbaren Salzen«

Weiter ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel

Ο
R₁ —H Hl·- CH„C - NH - CH CH C

³ N — CHCOOH I

(in der R. und R^ die oben angegebene Bedeutung haben) und deren nicht-toxischen, pharmazeutisch brauchbaren Salzen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man 6-Aminopenicillansäure (6-APA) oder eines Ihrer neutralen Salze mit etwa einer äquimolaren Menge eines Acylierungsderivats einer Säure

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der Formel

R,

O CH₂COH

II

in der R- und R₂ die vorstehend angegebene Bedeutung haben, in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur im Bereich von etwa -5O⁰C bis etwa 50⁰C acyliert.

Die nicht-toxischen, pharmazeutisch brauchbaren Salze der Säuren gemäß Formel (I) umfassen metallische Salze, wie Natrium, Kalium, Calcium und Aluminium, das^Ammoniumsalz und

die substituierten Ammoniumsalze, z.B. die Salze solcher nicht-toxischen Amine wie den Trialkylaminen, einschließlich Triäthylamin, Procain, Dibenzylamin, N-benzyl-ß-phenäthylamin, l,Ephenamin, N,N¹-Dibenzyläthylendiamin, Dehydroabietylamin, N,N'-Bisdehydroabietyläthylendiamin, N-(niederes)Alkylpiperidine, z.B. N-Äthylpiperidin, und andere Amine, die zur Bildung von Salzen mit Benzylpenicillin verwendet wurden.

Die Acylierungsderivate der Säure der vorstehend genannten Formel II, die für die Acylierung von 6-APA geeignet sind, sind dem Fachmann bekannt und umfassen die entsprechenden Säurehalogenide, Säureazide,Säureanhydride, gemischen Säureanhydride (und insbesondere die aus stärkeren Säuren hergestellten ge· mischten Anhydride, wie z.B. die niederen aliphatischen

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Monoester von Carbonsäuren, von Alkyl- und Aryl-sulfonsäuren und von mehr verhinderten Säuren wie Diphenylessigsäure), aktiven Ester (z.B. den p-Nitrophenylester, den 2,4-Dinitrophenylester oder den N-Hydroxysuccinimidester) und aktiven Thioester (z.B. mit Thiophenöl oder Thioessigsäure). Außerdem kann die freie Säure selbst durch Verwendung von Enzymen oder eines Carbodiimid-Reaktionsmittels mit 6-Aminopenicillansäure gekuppelt werden (vgl. Sheehan and Hess, J.Amer. Chem.S0c.77, IO67 (1955)) oder durch Verwendung eines Alkynylaminreaktionsmittels (vgl. R.BuIjIe und H.G.Vlehe, Angew. Chem. International Edition 3, 582 (1964)), oder eines Ketenimlnreaktionsmittels (vgl. C.L.Stevens und M.E.Monk, J.Amer, Chem.Soc.80, 4065 (1958)) oder eines Isoxazoliumsalzreaktionsmittels (vgl. R.B.Woodward,R.A.Olofson und H.Mayer, J.Amer, Chem.Soc. 85, 1010 (1961)). Ein anderes Äquivalent der p-Nitrophenyl- und 2,4-Dinitrophenylester ist ein entsprechendes Azolid, d.h. ein Amid der entsprechenden Säure, wobei der Amidstiokstöff ein Glied eines quasi-aromatischen, fünfgliedrigen, wenigstens zwei Stickstoffatome enthaltenden Rings ist, d.h. Imidazol, Pyrazol, die Triazole, Benzimidazol, Benzotriazol und ihre substituierten Derivate. Als Beispiel der allgemeinen Arbeitsweise für die Herstellung eines Azolids wird N,N'-Carbonyldiimidazol mit einer Carbon-

- säure in

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äquimolaren Anteilen bei Raumtemperatur in Tetrahydrofuran, Chloroform, Dimethylformamid oder einem "hnlichen inerten Lösungsmittel unter Bildung des Carbonsäureimidazolids in praktisch quantitativer Ausbeute unter Freiset sung von ICohlendioxyd ■ und einen Mol Imidazo! umgesetzt. Dicarbonsäuren ergeben Diimidazo· lide. Das Nebenprodukt, Imidazo!, fällt aus und kann abgeschieden werden und das Imidazolid kann abgetrennt werden, Jedoch ist daß nicht wesentlich. Die Arbeitsweisen zur Durchführung dieser Reaktionen zur Erzeuejung eines Penicillins und die Arbeitsweisen, die zur Abtrennung des auf diese Weise erzeugten Penicillins verwendet werden, sind in der Technik bekannt.

Die Acylierungsreaktion kann in einem inerten organischen Lösungsmittel öder in einer Mischung eines solchen Lösungsmittels und Wasser durchgeführt werden. Geeignete inerte organische Lösungsmittel umfassen Aceton , Tetrahydrofuran, Dioxaa«. Dimetiiylformamid, Dirnethylacetamid» chlorierte aliphatisch© Kohlenwasserstoffe (z.B. Methylenchlorid), Dimethylsulfoxya, Methylisobutylketon und Dialkylather von Äthylenglykol oder Diäthylenglykol. In einigen Fällen kann es erwünscht sein, eine Lösung des Acylierungsmittels in einem Lösungsmittel, wie Benzol, zu einer Lösung eines Salzes von 6-AminopeniclllSLnsiiure (6^aaihopenicillanic acid)-- in einem wässerigen organischen Lösungsmittel (z.B. Aceton-Wasser) zuzugeben. In einem solchen Fall kann das Reaktionsmedium entwe/der eine Hiase oder zwei Phasen sein, was

BAD

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von der relativen Menge Wasser und Aceton abhängt. Kr "Rühren wird natürlich bevorzugt, wenn ein Zv/eiphasen-Reaktionsmedium verwendet wird.

Obgleich die Acylicininasreaktion über einen weiten Bereich von etwa -5o°C bis etva +5o C durcügefuhrt werden kann, liegt die bevorzugte Reaktionstemperstür zwischen etwa -f> C und etwa

Die Verbindungen gemäß der Erfindung in Form ihrer freien Säuren besitzen die Formeln

IL -.- CHpC - WI - CH CH

^S I I I ^CH3

_N — CKCOüH (III)

p C_v

^S ■ I I I ^CH

q - 1ΪΗ - CH CH C>.

^w I j ! CH

I * O- G N CHCOOH (IV)

CHnC - NH - CH CH _v

■ I) I ^CH3

CH CH C_v

I) I

Cfi

I) I 3

^R2 "'v^g^ O- C N CfiCOOH (V)

wobei R^ und 1*2 die vorstehend angegebene Bedeutung besitzen·

BAD ORJGJNAL 0 0 9 811/15 4 5

Die bevorzugten Ausführunr-sformen der Erfindung sind die freien Säuren und die Salze hiervon, wobei die freien Säuren die formel

R₁₁. ■ *—*■ CHpC — KH — CIi CH \.

O « C——N—CHCQOH " (Vi)

in welcher JL· Wasserstoff oder Methyl bedeutet, besitzen. Bei Untersuchung in vitro eeigten diese Verbindungen die größte Aktivität gegenüber grammnecativen Bakterien.

Die neuen, erfindungsn;emäß verwendeten Isöthiazolylessigeäuren der Formel ,

_R —-Jt- ■■■■' CHoC - OH

^{1 2}

in Vielcher R^ und Rp die vorstehend anrre^ebene Bedeutung besitzen werden vorzugsweise aus den enstprechenden Isothiazolcarbonsäuren oder aus den entsprechenden Liethylisothiazolen hergestellti wie dies nachstehend beschrieben und an Beispielen erläutert wird Verschiedene Isothiazole, Isothiazolcarbonsäuren und/oder Eethylisothiazole und Verfahren zur Herstellung hiervon sind durch Caton et al., J.Chera.Soc., 446 (1964), Hübenett et al., Angew, Chea., international edition 2, 714 (196?), 3uttiaore et al»,

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J.Chem.Soc, 2oJ2 (1963), Adams et al., J. Chera. Soc, 3o61 (1959)ι Wille et al., Ange. Chem., international edition 1, 335 (1962), Goerdeler et al., Chem. Ber., 94-, 295o (1961), US-Patentschrift 2 839 529 und britische Patetnschrift 984 811 beschrieben v/orden.

Die Isothiazolylessigsäuren werden aus den entsprechenden Isothiazolcarbonsiäurengemäß dem nachstehenden Reaktionsschema hergestellt ι

_CooH

COCffii

-IL- CH₀COOCH,

2.

COOl

JL-CH^COOH

wobei R^ und Rp ^d^-^e vorstehend angegebene Bedeutung besitzen. Bei diesem Verfahren wird eine Isothiazolcarbonsaure mit Thionylchlorid vorzugsweise bei Rückflußtemperatur unter Bildung

SAD ORIGINAL

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des Säurechlorids umgesetzt". Die Umsetzung des Säurechlorids
mit einer Biazomethanlö'sung,. z.B. einer ätherischen lösung, vorzugsweise etwa bei Raumtemperatur ergibt das Diazomethy!keton. Das Diazomethylketon wird durch Erhitzen mit einern^Alkohol, z.B Methanol und Äthanol, in Gegenwart von Silberoxyd zu demAcetat umgewandelt. Das Acetat wird durch Behandlung mit einer alkoholischen Lösung einer starken Base, z.B. Natriumhydroxyd in
Methanol vorzugsweise bei Raumtemperatur und anschließende Ansäueruns mit einer starken Säure» z.B. Salzsäure* zu Isothiazolylessigsäure hydrolysiert.

Wenn Methylisothiazple zur Herstellung der Isothiazolylessigsäuren verv/endet werden, ist das Reaktionsschema wie folgtJ

HaOI

. 1

GHpCOOCH

1Γ

2·

HCl

R_n

-a—CHgCOOH

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BAD ORIGINAL

- 1o -

wobei R^ und Rp jeweils Wasserstoff, Chlor, Brom oder Jod darstellen.· Es ist ersichtlich, daß die zuerst beschriebene Arbeitsweise angewandt werden sollte, wenn R.. oder Rp oder beide Methyl bedeuten.

Bei dienen /erfahren wird ein Methylisothiazol mit einer Halogenrestquelle, z.B. N-Bromsuccinimid oder N-Chlorsuccinimid, in Gegenwart eines nicht-reaktionsfähigen Lösungsmittels, wie Tetrachlorkohlenstoff, und vorzugsweise bei Rückflußtemperatur, und in Gegenwart eines Initiators, z.B. Benzoylperoxyd oder Bestrahlung, unter .Erzeugung eines Halosenmethylisothiazols, vorzugsweise eines Brommethylisothiazols halogeniert. Die Behandlung dieser Verbindung mit einem Alkalicyanid in Gegenwart eines Lösungsmittels, z.B. Methanol-Hasser₉ ergibt eine Mischung: dee Cyanide und des Amide. Die Mlscfeimg wird bei Rückflußtempera tür mit einer starken Säure, z.B, konz. Salzsäure, und eisern Alkohol, ZoB.» Methanol oder Äthanol, unter Bildung des Acetats erhitzt» Die Hydrolyse des Acetats durch Behandlung mit einer ©liEohoIisc&aa Lösung einer starken Base, z.B. Natriumhydroxyd ia Methanol* vorzugsweise bei Raumtemperatur und anschließende Ansäuerusig mit einer starken Säure, z.B. Salzsäure, erzeugt die, Isothiazolcarbonsäure·

Gegebenenfalls können die Isothiazolylessigsäuren gemäß der Erfindung aus Isothiazollithiumverbindungen (beschrieben durch Cat on et al·, J. Cheat· Soc. 446 (1964)) durch die verschiedenen

BAD ORSGSNAL

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nachstehend beschriebenen Reaktiönsschemen hergestellt werden:

1) ümsetzims von Isothiazollitliiuffl mit. Formaldehyd unter Bildung von iBothiazolylmethylalkohol und ansöhlieSende Behandlung mit einer Halogensäure, z.B. Chlorwasserstoff-, Bromwasserstoff- oder Jodwasserstoffsäure, unter Bildung eines Halogen metaylisothiazols. Die folgende Arbeitsweise, durch welche die Saure erhalten wird, ist mit derjenigen identisch, welche für die Herstellung von Jsothiazolessigsäuren aus iaefehylisothiazole: beschrieben wurde.

2) Äthoxylierung von IsOthiazollithium mit Ithylenoxyd unter Bildung von Isothiazolylätliylalkohol und anschließende Oxydation zu der Saure. '

3) Umsetzung von iGOthiazollithiuia mit einea Hälogenacetat ^Btär Bildung eines Isothiazolylacetats und anschließende Hydrolyse zu der Säure. ·

4) tJmsetzung von iBothikzollithium mit einem Piällcoxyäthyllialogenid\ unter Bildung von Dialkoxyäthylisothiazol; Anßäuerung mit verdünnter Säure unter Bildung des Aldehyds; daran anschließend Oxydation zur Säure.

5} Umsetzung von Isothiazollithium mit einem Ally!halogenid unter Bildung von Ailylisöthiäzol und äöse'hiieBeMe Qxyda- ,

tion zur Säure.

6) Umsetzung von Isothiazollithium mit Dine thy If ο rma.ii id unter Bildung von Forinylisothiazol (Reaktion ist durch Caton et al., J. Chair. Soc.,446 (1964) beschrieben) und anschließende Kondensation mit Rhodanin unter Bildung von Isothiazolylrhodanin. Das Isothiazolylrhodanin wird mit Alkali, z.B. Natriumhydroxyd, unter Bildung von Isothiazolyl-<rt-thioketopropions^;iure aufgespalten, welche ihrerseits mit Ainnoniumhydroxyd zu der Qximinosäure umgewandelt vrird« Die Decarboxylierung; und Dehydrierung mit Essigsäureanhydrid ergibt das Cyaninethyliso-

thiazol, welches zur Säure umgewandelt wird, und zwar durch die Arbeitsv/eise, die in Verbindung mit" der Herstellung von Isothiazolylessigsäuren aus Methylisothiazol beschrieben ißt. Diese * allgemeine Arbeitsweise wird durch Plucker et al., J. Amer. •Chent. Soc-., 62, 1512 (19^;+o) beschrieben· In den vorstehend angegebenen Eeal:tlons8chemen kann anstelle der Lithiuaverbindung die entsprechende Grignard-Verbindung, z.B. IsothiazolraagnedLunichlorid, -bronid oder -jodid (hergestellt durch Umsetzung von Chlor-, Brom-oder -Jodisothiazol mit Liagnesiuai) verwendet werden.

Weitere Arbeitsv/eieen für die Herstellung von Isothiazolyl· essigsäure sind die folgenden:

BAD ORIGINAL

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71 Umsetzung von Halogenmethylisothiazol (Herstellung wie vorstehend beschrieben) mit Magnesium unter Bildung der entsprechenden Grignardverbindung und .anschließende'Behandlung mit Kohlendioxyd ergibt die Säure.

8) Umwandlung von Isothiazolcarbonsäure zu der Essigsäure entsprechend der Arndt-Eistert-Synthese, oder Behandlung von Isothiazolcarbonsaure mit Lithiumaluminiumhydrid unter Bildung von IsothiazoDLylmethylalkohol und anschließend Umwandlung des Alkohols zu der Saure entsprechend der vorstehend in Schema.7 beschriebenen Arbeitsweise.

9) Umsetzunc von Haloceuisothiazol mit liatriumdicyanmethan oder Natriumdialkylmalonat, ζ·B. Katriumdiäthylmalonat, unter Bildung des entsprechenden Dicyanmethylisothiaaols oder Dicarbaikoxymethylisothiazols und anschließende ßäurehydrolyse zur Säure. ^

Gegebenenfalls können die neuartigen Penicilline gemäß der Erfindung hergestellt werden, indem man einen Penicilliumschimmel (Penicillium mold) der Gruppe Hotatum-Chrxjsogenum in einem Kulturmedium, vorzugsweise einer Unterwasserkultur, in Gegenwart einer wirksamen Menge, zweckmäßig weniger als etwa 3% eines Vorläufers der allgemeinen Formel (VIII)

- ,: ." ■ ■ ' ^: - '■■■■ BAD

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R₂

R HL ~!1 : CH₅COH

»Ng/ - ^(VIII)

in welcher R.. und 3^ ^die vorstehend angegebene Bedeutung oder ihr funktionelies Äquivalent besitzen, d.h. die Derivate der Verbindungen der Formel (VIII), die in.-Verlauf der Fementwtkung in die EseiKsliure umgewandelt oder übergeführt werden, züchtet und das auf diese Weise erzeugte Penicillin isoliert. Derartige Äquivalente sind in Verbindung; mit der Vergärung oder Fermentierung der Penicilline V und G offenbart worden.

Die Kultur des den Vorläufer enthaltenden Mediums und die Isolierung des neuen Penicillins werden r.emäß in der Technik bekannter Verfahren oder Arbeitsweisen durchgeführt, z.B. US-Patentschrift 2 562 41ο; 2 44o 559; 2 854 45o und 3 o24 168. Der Mengenanteil an zu verwendendem Vorläufer variiert in einen weiten Bereich. Die maximale Kon as ent mti on betraft zv/eckmär-iT etwa 5'o und das 'uininma ist diejenige, die zur /jr^-zeuiun^ einer vernünftigen Xenge des neuerti_f7en Penicillir.s erior<lerlich ist. Der Vorläufer wird gewöhnlich in einer Konzentration von etwa o,o1 bis 1,o?i und vorzursweise et*a o,o5-o,5i ver-vendet.

Die Erfindung wird nachf teilend an Hand von Beispielen näher erläutert, ohne durch diese beschränkt zu werden. Alle Temperaturangaben beziehen sich auf Grad Celsius.

' ι^;Λί.Γ.--ν ■ -:■;:-- - --" BAD ORIGINAL

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Ee-Ls pi el 1

Herstellung von.

Die Synthese dieser Saure wird durch, das nächstehende Schema veranschaulichtt

CH_x

ι 7

CH₀Br

NaCN

CH₀CN

CH^CONIL

MeOH

konz. HGl

CHpCOOCH₂ t c- .

1. NaOH/MeOH

-2.

HCl

GHgCOGH

5~Brommethyliso-th.iag.ol . -""■-".■

9>9S (o,1o KoI) $-iaei;hylisothia2Ol und 18g (o,1o i/lol) N-Bromsuccinijnid in trocJcenem Tetrachlorkohlenstoff (25o ml) wurden unter kräftigem Rühren unter HückfluSbedinsungen erhitzt_t indem man sie 5ι~σ Stunden einer ?5o-^att-I;a.'npe ausseiizte, worauf das sesamte ii-Broasuccinimid verbraucht war. Das Succininiid wurde durch filtrieren entfernt und das FiItrat auf einem Wasserbad konzentriert. Dar Rückstand wurde dann im Vakuum einer fraktionierten.. Destillation unterworf en,wobei 7g (^ο?ά); 3-Broramihy!isothiazole Kp = 50-60⁰ (1,5 ©in) erhalten wurden*

3-Cyanmethylisothiazol und 3-Carboxaniidmethylisothiazol

22g 3-BrommethyIiBOthiazol (o,13 fcol), 9,ög fo2o ...öl) Natriuincyanid, 6o ml Methanol und 6o ml Wasser wurden 5-6 Stunden unter Rückfluß erhitzt, während welcher Zeit die Lönung eine tief rote Farbe angenommen hatte. Nachdem der größte Teil des Ilethanols unter verringertem Drück entfernt worden war, wurde die Lösung mit Salz gesättigt und 24 Stunden kontinuierlich mit Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatlösung wurde über Magnesiumsulfat getx'ocknet und filtriert. Die Entfernung des Lösungsmittels ergab 13,5g eines gelben Halbfeststoffs, einer Mischung von Cyanid und Amid, wie durch das Infrarotspektrum gezeigt wurde. Die Abtrennung konnte durch Waschen mit kaltem Benzol erfolgen, in welchem das Cyanid sich löste und durch Entfernung des Lösungsmittels in Form eines Öls (7,og) gewonnen wurde« Das Anid konnte aus ^thylacetat-fiexan umkristallisiert v/erden, vvobei lange weiße Nadeln (4-,Ig), F » 123-127°, erhalten wurden.

Die rohe Mischung von Cyanid und Amid konnte als solche bei der Herstellung von f.lethylisobiiiazol-3-ylacetat verwendet werden.
Methylie otbia zo1-3-ylacetat

Die iiischun^ von Cyanid und Amid (16,5g) wurde 4 Stunden unter Rückfluß mit 5o ^l konzentrierter Salzsäure und loo ml Methanol erhitzt« Das Methanol wurde unter verringertem Druck

^: . - - BAD OfIlGiMAL

• ·

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entfernt, die Lösung mit'Salz-"gesättigt und mit Xther (6 χ Too ml) extrahiert. Die vereinten -itherextrakte wurden, über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Der ather wurde entfernt und der Huckst? n<3 in Vakuum.destilliert, wobei "1.5s-ethyl· isothiazol-3-ylacetat, Kp « I08-II0⁰ (6 au),erhalten wurden. Ipo thiazol-3-yle3sip:s'i ure -.--.-.

12,5ε KethyliBOthiazol-3-ylaQetat wurden in 15 ml Methanol gelös-t und eine Lösung von Jn-Natriunhydroxyd in Methanol (5o ml) wurde unter- Durohwirbeln aufgeben. Die Farbe der Lösung ging von gelb zu dunkelrot über. Die Lösung wurde über Nachtbei Raumtemperatur stehengelassen und dann unter Vakuum zu einem dicken roten Wachs konzentriert. Überschüssiger trockener Äther wurde unter Kratzen zugegeben und das Natriunsalz wurde in Form von feinen rosa Nadeln abgetrennt. Diese wurden filtriert, mit trockenem ither gewaschen und durch Saugwirkung getrocknet. Das Salz wurde in I00 ml Eiswasser gelöst und mit 8 ml konzentrierter Salzsäure angesäuert. Die Mischung v/urde mit Salz gesättigt und mit Atbylacetat.(5 x I00 ml) extrahiert. Die getrockneten (MgSp^) Äthylacetatextrakte wurden filtriert und das Lösungsmittel entfernt. Der Rückstand wurde aus Äthylacetat-Hexan umkristallisiert und 8i 2g (715a) Isothiazol-J-ylessigsäure wurden in Form von weißen Kadein, F = 130-132 (Zersetzung)_f erhalten·

Die Btrukturelle Zuordnung dieser Säure wurde durch das Eeutralisationsäquivalent, das IiarfrarotSpektrum und das nukleare magnetische Resonaneabeorptionsspektrua bestätigt.

009811/154 5 ' bad omqwal

Peispiel· 2

Herstellung von Isothiazole-y
Die Synthese dieser Säure wird schema tisch dargestellt durch:

"^ S

Il

CH, ι 2

rjH7i

η N

* S'

COOH ι

SOCl2

t

N

Il N

COCl f

H N

N

" ΚϊύηΟ^

It •

η •

CH

COCHN0 ι t-

OH

π

^COOCH,

•

. NaOH/CH^OH

CH₀COOH

ft

c.» π

y - ■-■■,■-■-.

Isothiazoie- carbons ^* ure

22g 4-iuethylisothiazol, 72g Natriumcarbonat und 1 Liter A'asser wurden kräftig gerührt und unter Rückfluß erhitzt. Eine wäaeörige Lösung von Kaliumpermanganat (3oog in 2 Liter) wurde rasch zugesetzt und die Mischung wurde weitere 2o Minuten erhitzt· Das ausgefällte tfangandioxjd wurde filtriert und ctit heißem Wasser gewaschen (4 x 1oo nil). Die wässerige Schicht vmr-

BAD ORIGINAL

009811/1545

de mit Äther (3 χ 2oo ml) extrahiert und sorgfältig flit fcönz. ochwef ölsäure auf einen pH-'."er t von 1. an^esiuert. Die MiRchuiig wurde mit .Saliv ^esätti^t und 43 Stunden kontinuierlich mit Äther extrahiert. Die .JiSh^rlosunsv/urdo i^broeknet (MgSO^), filtriert und das Lösungsmittel vmväe unter verringertem Druck entiernt, wobei 6,og {2oiO Ausbeute an Isothiazol-^i—carbonsüüre erhalten wurden. Ein Teil wurds aus iithylaeetat-flexon umkristal· lisiert und hatte einsn Schmelzpunkt von 162-1S4- . Isothiazol-^-carbonylcnlorid

6^og rohe Isothiazol-4*-carbons^ure und 7° ml iChionyl^ Chlorid vmrden 2,5 Ctunden unter Ruckflu3 erhitzt, worauf der Überschuß an Thionylchlorid unter verringertem Druck entfernt wurde. Die Destillation des Rückstandes unter Vakuum ergab 3g (44%) Ausbeute an. Isothiazol-^-carbonylchlorid, Kp * 73-7*° (5

■Isothiasol"-4-diagogc-thTlI:eton :

3g des Säurechlürids v.^rurüen langsam zu einer eißfcalten

Lösung von Diazomethan in Äther (o,2 M_t Joo ml)^unii die i/ö vffurde über liacht bei liauiateöperatur stehen {jelassen, zither und .übez'schüssiges diazomethan v/urden unter verringertea Druck entfernt und der rotbraune Rückstand wurdeaus Benzol-Hexan umkristallisiert, wobei 1,9s .(5-7-O' feine gelbe Nadeln, P * 57-59° mit dem erwarteten Infrarotspektrum erhalten wurden.

009011

- 2g - 1620D12

1,9c des Diazoketons, o,2£ Silbt:roxyd und 25 ml absolutes .Methanol wurden unter Rückfluß erhitzt*. Kleine Mengen SiI-beroxyd raarden pjriodiijch nu ^e-.eben« Das Ausmaß der Reaktion wurde durch das Verschwinden des Diazobande.s und das Auftauchen des Istercarbonylbandes im Infrarotabsorptipnsspektruni der Mischung verfolgt. Nach 3 Stunden war <?ie Reaktion vollständig und das Msth-anp-1 wurde unter yerrinijsrtora Druck entfernt. Der nückstand v/urde '-"it trockenen Äther Geschüttelt und filtriert. Das itherfiltrat wurde reit 2n>r3alzs^:iure (1o ml) n-ewaschen und ebenso mit ■(<? x Io nl) ^.es^ttictem w/is.?crige?a li^triu-nchlorid. Änschliaßend jyu.rde ee über j/a-TnssiuiESulfat mit entfärbender Holzkohle setrocknot, Die Mischung wurde filtriert und der Äther entfernt. 1»^! eines blaii^elben Öls cit den erwarteten' Infrarot-,Absorptipnsspsktrum wurden erhalten.
-4-yl essi---s^:vu ra

^S i.'3;fchylisothia2ol-4—ylacetat wurden in 15 ^il iiefchanol und eine Icsunj von 3n-Natriuch,ydroxyd in 3»4 ml .'ethanol wurde unter Durcnrirbeln zujeieben. Die üarbe der Lösung sin/; von (Selb auf PunKelrpt über. Die I)ösun>3 y/urde über ßacht bei RaumbeRipera$ur stehenselassen und anschließend wurce sie linter Vakuum ζλι eine^ dicken roten Wachs konzentriert. Unter Kratzen oder Schaben v/urde überschüssiger trockener ?ither zugegeben und das Katriunisalz trennte sich in Form feiner rosa Nadeln ab. I)ie-

BAD ORiG!

1/IfAf

se würden filtriert, mit trockenem^ther gewaschen und durch Saugwirkung getrocknet» "DasSalz rurde in Eiswasser (15 Rl) gelöst und mit 1 -ral konz. Salzsäure angesäuert. Die Mischung wurde mit SsIz res'tttigt und mit 5x Io ml ithylacetat extrahiert. Die Getrockneten (MgSO^) /thylacetatextrakte wurden filtriert und das Lösungsmittel entfernt. Der Rückstand wurde aus Äthylacetat-Hexan umkristallisiert und eine Auebeute von 1_f2g (94"^:;) Isothiazol-4-y!essigsäure in Form von weiSen Nadeln* P β .117-119° (Zersetzung) erhalten.

Die strukturelle Zuordnung dieser Säure wurde durch das Neutralisationsäquivalent, das Infrarotspektrun und das nukleare rrasnetische Resonanzabsaptionsapektrum bestätigt·

\ · Boinpiel 3

Herstellung von Isot'aiagol-5-ylessigsaure

, Die Synthese dieser Verbindung wird durch das folgende

Schema veranschaulicht:

ⁿ "■-'«■ eovj " " socio

K_v . ©Li® ■ IT -"« " — ^-^

I» H ■**■ PU W It Il ^v krr f\/C\ U .QJJ

AggO/CgH^

rfolff-ümlaserung

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BAD

" ' '" J - NaOH/CH,OH ·· ~Τ· "Ο

H _>β- CII₂COC₂H₅ κ

⁰ >

verdünnte Säure j. „ „ O

? Il

N _ÖM

Isothiazol-5-carbonsäure

Diese Verbindung wurde hergestellt, indem man Isothiazolyllithium mit festem Kohlendioxid entsprechend den Anweisungen von Caton, Jones, Slack und Viooldridje, J.Chem.Soc., 446 (1964) umsetzte. Die Säure, P « 196-2oo (Zersetzung), wurde aus Äthylacetat umkrietallisiert und in einer Ausbeute von 61% erhalten. Iaothiazol-^-carbony!chlorid

11,8g (o_to92 KIoI) iBOthizaol-^-carbonsäure und 5o ml frisck destilliertes Thionylchlorid wurden unter Rückfluß 1,5 Stunden erhitzt. Das übeischüssige Thionylchlorid wurde auf einem Uqlaufverdampfer entfernt und der Rückstand unter Vakuum destilliert, wobei 1o,8g (3o%) einer farblosen Flüssigkeit, Kp « 56-5&° (5 mm), mit dem erwarteten Infrarotspektrum erhalten wurden. I3othiazol-5~idazometltylketon

Eine Lösung von 9_t4g (o,o64 Mol) Isoth.iazol-5-carbonyl-Chlorid in 2o ml Äther wurde tropfenweise zu 455 Ql einer o,29~ molaren ätherartigen Diazomethanlösung (o,131 f'ol Diazomethan)

• ' ' BAD ORIGINAL

die in Eis gekühlt; war, zugegeben. Isfand.eine rasche Umsetzung statt, wie dies durch die rasche Entv/iclclung vein S tickst off und den Farbwechsel der ätherartigen Lösung von Gelb zu Rötlichbraun ersichtlich wurde» flach Zugabe des Saurechlorids (nach etwa 3o Minuten) wurde die Lösung in 3ß Minuten auf Raumtemperatur kommen gelassen· Durch Entfernung des Äthers auf einem umlaufverdampfer wurde ein rötlichp.rauner fester Rückstand zurückgelassen, welcher zweimal aus einer Benzol~Petrolä£her-Mischung zu 5,9g (ßof£) gefärbten iü;if?tallen, F » 75^78^, umkristallisierfc wurde. Das InfrarotSpektrum enthielt ein starkes Band bei 21o,o cm , welches für Diazocarbonylverhindpng bezeichnend ist*.

ftthylisothiazol-^-ylacefrat - '

» ^»7^ C.Qι-0-3-7 ίίοΐ) Isothiazol-5-diazpmet5hylketon und 35 ^l absolutes Äthanol wurden unter raaffnetischem Rühren in einem ^₁OC ml-jRundkolban (dessen Inneres mit eine!2i Silberspie^sl über-

'' " - ■■""■■ -

worden war) ?m Rückfluß erhitzt. Eine klein© Kenge^J(etwa

frisch hergestelltes Bilberoxyd v/urde zu^e^elben,. Dies führ* te zu einer soforticcen Gasentwicklung. Diese Gasientwicklung hörte nach i0-15 ■'!nuten auf und die Zugabe von etwas' mshr Silberoxyd wurde erforderlieh. Das A^us^ffla^ der Reaktion konnte durch das Verschwinden der Diazobande bei 21oo cm und dea. Auf tauchen, einer Esterearbonylbar>de bei ^J^o cm im Infrarptspöktrum ye folgt werden. Die Healction v/urde nach einem Erhitzen von 2,5

Stunden am Rückfluß beendet und während dieser Rückflußperiode wurde eine Gesamtmenge von etwa 3»og Silberoxyd zugesetzt. Das Äthanol wurde auf einem Umlaufverdampfer entfernt. Zu dem Rückstand wurden 10O ml iither zubegeben und das suspendierte Feststoff material wurde abfiltriert. Die intensiv rot gefärbte Stherlösung wurde mit 1n-Salzs^riure (3o ml) gewaschen, worauf sie über f&gnesiumsulfat mit etwas entfärbender Kohle getrocknet wurde. Die Mischung wurde filtriert und der Äther auf einem Umlaufverdampfer entfernt. Der Rückstand wurde unter Vakuum destilliert, wobei $,83 (6ofo) farblose Flüssigkeit, Kp - 95-96° (2 mm) erhalten wurden mit dem erwarteten Infrarotspektrum.

•Igothiagol-5-y!essigsäure

8 ml 3n-raetbanoliEches Natriumhydroxyd wurden zu einer Losung von 3,3g (o,ö19 .VoI) /,thylisothiazol-5-ylacetat in 5 ml Methanol gegeben. Die Lösung wurde intensiv rot und etwas Wärme wurde entwickelt· Die Mischung wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur gelassen, während welcher Zeit das Hatriumsalz von Isothiazol-5-ylessigsäure langsam aus der Lösung auskristallisierte· Oev Rest des Salzes wurde durch die Zugabe von 75 ^l Äther ausgefällt. Daß etwas bräunlich gefärbte Salz wurde abfiltriert und betrug 3,2g. Es wurde in 25 ml Wasser gelöst, worauf 1o ml wässerige 3n-Schv.^;efelsäure zugegeben wurden. Isothiazol-5-ylessigsäure wurde sofort ausgefällt und in I00 ml ^thylacetat auf^enommen. Die wässerige Schicht wurde mit einer weiteren Menge von 25 ml Äthylacetat extrahiert· Die vereinten Äthylacetat-

• . . ' . '■ BAD ORiQii-'AL

00 9811/154B

lösungen wurden über Magnesiumsulfat mit etwas entfärbender Kohle getrocknet. Die .Mischung wurde filtriert und das Mltrat auf einem Umlaufverdampfer auf ein Volumen von dbwa 5o ml konzentriert, worauf es in Eis gekühlt wurde. Das aus der Lösung leicht auskristallisierende Produkt wurde durch Filtration gesamrielt. Ausbeute: 2,1g (?&%) von fast weißen Kristallen, F ■ 153-155° (Zersetzung). Das Neutralisationsäquivalent, das Infra* rotspektruai' und das nukleare magnetische .Tiesonanzspektrum stimmten, mit der erwarteten Struktur voll überein.

Beispiel 4

Herstellung von 4-Chlori3othiazol-3-.Yles3i,^>isäure Sie Synthese dieser Saure wird durch das nachstehende Heaktionschema veranschaulicht:

.CH, Cl Br-CH₁₅ 9¹ NiC-CH₀ Cl

NBS_-. „ HaCN

.0 O

CH^OC-CHp Cl Ma^O^CCHp Cl

konz.HCl » „ NaOH/CH,OH

. ψ —^

CH, OH %„•'

H-OCCH₀ Cl

0 09811/15 4 S b^^d

4-Chlor^-bronmethyllgofrhiazol .

21,93 (o,1G4 L-ol) 4-Ghlor-3-r2ethylisothia7_>ol_t 29,2- (o,164 MoI) n-Bromsucciniraid und 1g Benzoylperoxyd in 15o al Tetrachlorkohlenstoff wurden unter Rückfluß erhitzt, indem sie 1o Stunlen einer 75o-V«att-Lanipe ausgesetzt wurden. Das Succiniraid wurde abfiltriert und das Lösungsmittel unter verringertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde in iither gelöst und ait einer 55»-i5en wässerigen fiatriumticarbonat lösung gejwaschen. Der nach dem Trocknen und der Entfernung des Äthers erhaltene Rückstand wurde im Vakuum fraktioniert deitilliert. Es wurden 16,8 g (48%) 4-Chlor-3-bromniethy]isothiazol, Kp - 67-79° (o,5 nun), erhalten. . " "

4-Chlor~3-cyanDüthylisothiazol

5,6g (o,115 WoI) Natriuncyanid wurden portionsweise tu einer unter Rühren gehaltenen Mischun.«? von 16,7's (o,o735 übl) 4-Chlor-3-i>rommethylisotUiazol und 25 ml Diraethylsulfoxyd gegeben. Die exotherme Reaktion erforderte etwas Kühlung. Nachdem die Mischung sich fast vollständig verfestigt hatte« wurde das restliche Natriumcyanid auf ein^mal zugegeben· £s wurden weitere 1o ml Disethylsulfoxyd zu£*e3äben und die *Iischung wurde in einem Wasserbad bei 4-o-5o° 4 Stunden !ans erhitzt. Oie Reaktioneaischung wurde inpiewasser (1öo ml) schössen und das organische Material ν,-urde mit 3 x 3o ^l Methylenchlorid extrahiert. Die vereinten organischen Extrakte wurden aufeinanderfol gend mit 6n-Salzsäure (2x) und 5%-igem wässerigem Natriumbicar-

"BAD .OHlQIWAL

00 901t/T545

bonat (1x) gev/aschen. Die ''ethylenchloriälusung wurde über Magnesiumsulfat ciit entfärbender Kohle ze.trocknet und unter Bildung eines rotgefärbten Filtrats filtriert. Das Lösungsmittel wurde entfernt und der Rückstand im Vakuua.destilliert., wobei 6,4 g rohes Produkt, ICp = 95-1o7° (1 moi), erhalten wurden* Dieses teilweise verfestigte i&terialwurde in 1ö ml Äther aufgenoinnen, worauf Petroleeitäther zugegeben wurde·, das die Ausfällung eines weißen Feststoffs be?/irkte. Die Mischung wurde gekühlt und der Feststoff durch Filtrieren T-esamaelt; Ausbeute 3»9g (32;w)j F « 38-4o°. Das Infrarotspektruffl stifiinite mit der erwarteten Struktur überein» '"" ^"

Eine i..iεchung von 5,5^ (o,o22 "-."0'I) ^-Chlor-^-cyanmethylisothiasol, 25 El ethanol und 15 el kOnz« Salzsäure wurde 1S Stunden unter Bückflußlörhitzt, wonach der größte Teil des Methanols- auf einem Uslaufverdarcpfer entfernt vrurde,*:"" Das organische iiaterial v.-urde in Kethylenchlorid aufvenodmen und die wässerige Schicht abermals ait etv/as Lie thy leuchlor id extrahiert. Die vereinten iuathylchloridlcsunsGn v/urtien über Hagnesiumsulfat mit etvr'as Entfa-rbungSKoiile getrocknet und anschließend filtriert Das Lösungsmittel wurde entfernt und der fast farblose Flüssigkeit srückstand im Vakuum destilliert*, wobei 2,7·3 (65?·^) farblose Flüssigkeit, Kp » 63-38° (o,5 m), erhalten wurden. Das Infrarotspektruni stiiaißte axt der erwarteten Struktur überein.

^: - "■ '.- ■■■-■'" ■■·.■ '-* BAD* QRIGINAL

D09811/1545

-²⁸~ 1620G12

2,65g (o,o133 ίΌΐ) r.'ethyl-^-cViloriDothiazol-J-ylacetat wurden in 6 ml Methanol gelöst und die erhaltene Lösung wurde mit *7 ml methanoliscnem 3n-Katriu.ⁿ'hydroxyd behandelt. Das Watrium-BBlz der verlangten Säure kristallisierte leicht aus. Die Mischung wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur gelasser:, anschließend wurde das meiste /-'ethanol entfernt und 75 ml Äther wurden zu den fiückstand ■ gegeben. Das Natriumsalz wurde abliltriert und betrug 2,35s (88>6). 2_%2% (o,o11 :.,ol) liatriumsalz wurden in 3o ml Wasser gelöst und die Lösung mit w.isoerifjer Jn-üchv/efels'iure angesäuert. Das Produkt kristallisierte in feinen weißen Iiadeln langsam aus der Lösimg aus. Die üinchunf; wurde fy«kühlt und die

Kristalle durch Filtration gesammelt. Die Saure, F « 1o9-11o,5 » wurde schließlich unter Vakuum über Pliosphorpentoxyd getrocknet und betrug 1,6g (72/:', bezogen auf Sister)· Das Infrarotspektrura, das Neutralisationsä'iuivelent und das nukleare ma^entische Re-Bonanzspektrura stimmten voll mit der erwarteten Struktur überein.

Beispiel 5 Herstellung von 4— Eronisotliiazol—^-

19»9g (°f11? ^ol) ^--Brora-S-methylisothiazol, 19,9s (° Mol) n-Brombernsteins.äureimid und Ig Banzpylperaxyd in 5oo ml

■ ^; · - - BAD OR33INAL

Tetrachlorkohlenstoff wurden unter Rückfluß erhitzt, indem man sie 4,5 titunden einer 75o-^:»v'att-Lampe aussetzte. Das Succinimid wurde abfiltriert und das Lösungsmittel unter vorringcrtem Druck entfernt. Der Rückstand wurde in 'ither gelöst und mit einer 5>*-igen wässerigen Katriumbicarbonatlösung gewaschen. Der nach dem Trocknen und Entfernung des Äthers erhaltene Rückstand wurde im Vakuum fraktioniert destilliert. Es wurden 13 »6 S

, Kp * I00-I06⁰ (3 am), erhalten. 4-Brom-j5-cyanqjeta,ylisothiazol

161ÖS (o»65^· i'Ol) 4-Brom~3-bromraethylisotniazol in 5 ml DimöthylBulfoxyd wurden längsam zu einer unter Rühren gehaltenen Mischung von 4g (o,oö16 iJol) fcatriumcyanid und 2o ml Dime thy 1-sülfoxyd gegeben. Die exotherme Reaktion erforderte etwas Kühlung. Nach einej halben Stunde wurde die Mischung 3 Stunden in einem Viasserbad bei 4o-5o° erhitzt. Die Reaktionsiuischung wurde in 80 ml Siswasser gegossen und das orsanische Material wurde mit 3 χ i?o ml kethylenchlorid extrahiert. Die vereinten organischen iictaeakte wurden aufeinanderfolgend mit 6n-Saizsäure (2x) und 5/^-igeia wässerigem Natriumbiearbonat (1x) gewaschen. Die Methylenchloridlösung wurde über Magnesiumsulfat mit Entfärbunss· kolile getrocknet und unter Erzielung eines rotgefärbten liltrats filtriert* Das Lösungsmittel wurde entfernt und der Rückstand im Vakuum destilliert, wobei 3,5i?S ^-Brom-J-cyan.'aethylisothiazol, Kp a 1ö7-1i4° (o,5 mm) erhalten wurden, das aus Benzol-Hexan

- - ■...■-■"■ BAD

0098 11/1545

oder Äther-Hexan in Form von lladeln (32'j Ausbeute), P » 47-49°, kristallisierte. Das Infrarotspektrum stimmte mit der erwarteten Struktur übexan.

Eine jViscJmng von 3g (o,o15 "LoI) 4-Bro2a-3-cyanci-3th,Ylisothiazol, 1o ml. Methanol und 1o ml konz. Salzsäure wurde 44 Stunden unter Rückfluß erhitzt, -.vorauf das neista Methanol auf einem Umlaufverdampfer entfernt wurde. 2o ml L'iewascer wurden zuj;sieben und das organische Laterial in 4 χ 1o ml !..ethylenchlorid aufgenommen. Die vereinten l.lethylenchloridloGuncen vnirden über Magnesiumsulfat mit etwas Satflirbunf-skoiile getrocknet und anschließend filtriert. Daß Lößun?;ßniitt.el wurde entfernt und 3,33 (96',J) farblose Flassir^eit erhalten. Das Iiiirarot&pektruia stiinate mit der erwartet en Struktur -',bsrein.

(o_toi39 -öl)" l.ieth:,rl-4-brocisothiazol-3-ylacetat wurden in 5 nil Hathanol gelöst und dia öriislteno Lösung wurde mit 5 3il methanolischeitt 3n-^atriuiahydroxyd behandelt. Das Natriumealz der verlangten Säure kristallisierte leicht. Die r-iischung^ vmrde eine Stunde bei Raaanitemperatur gelassen, anschließend wurde das meiste Methanol entfernt und 75 ^l Äther zu dea Rückstand gegeben. Das iiatriumsalz vmrde abfiltriert und betrug 2,47g. Das Hatriumsalz (2,47^, o,o1o1 *'ol) wurde in 1o r»l Wasser gelost und diese Losung mit wässeriger 6n-SalzsMure anses'iuert. Das Produkt kristallisierte langsam in feinen weißen liadeln aus

BAD ORSGSNAL

009811/154 5

der Lösung aus. Die Mischung wurde gekühlt und die Kristalle durch. Filtrieren gesammelt. Die Saure, F= 1o6-1o?⁰, wurde endlich im ,Vakuum über Kiosphorpentoxyd getrocknet und betrug i,983^. Das Infrarots] ektruin, das Keutralisatipnsäcjuivalent und das magnetische KernresonanzSpektrum stimmten voll mit der erwarteten Struktur überein.

Beispiel 6 Herstellung von ^-f

3-Methylisothiasol-4~carbony!chlorid

7»og j—Methylisot.hiazol-^—carbbnsätire und 3>o ^ml Thionylchlorid wurden unter Rückj^fluß 3 Stunden., erhitzt,-, worauf das überschüssige Thionylchlorid unter verringert ein Druck entfernt wurde. Die Destillation des Rückstands unter Vakuum ergab 4,5g (6o?Q J-Methylisothiazol-^-rcarbonylchlorid, Kp - 64·° (2 mm).

4,5g 3-^ethylisothiazpl-4-Garbonylchlorid wurden zu e.iner eiskalten Lösung von drei äquivalenten Diazoaethan in Äther gegeben. Die Lösung wurde über Wacht bei Raumtemperatur stehen gelassen. Der äther wurde entfernt und 2^5 nil Uetihanpl sowie etwas SilDerpxyd zu dem Rückstand gegeben· Die Kisehung wurde 5 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Zu der ύηΐ;βΓ Rückfluß gehaltenen Mischung wurden peiiödiseh k|eine/ Me^ggn geben· Die iigs^unn w^rd§ dupch ?!§g|ifgü ||.l|r,i§r^| das

181 1 /

entfernt und der Rückstand unter Vakuum destilliert, wobei 3

(1

Methyl-3-methylisothiazol~'+-ylacetat (5o£), Kp - 89-91 erhalten wurden.

5-ίϊο thy lisothiazol-^-yle-ssirrs iiure

3,o g ;.iethyl-3-iaethylisothiazol-^—ylacetat wurden unter Durchwirbeln zu 1o ml 3n-methanolischem Natriumhydroxyd gegeben. Die Losung wurdeiber Nacht bei Raumtemperatur gelassen und dann auf einem Umlaufverdampfer konzentriert. Anschließend wurde die Lösung mit 3 χ 25 ml Äther extrahiert. Die V/asserlösung wurde mit Holzkohle behandelt, durch "Celite" filtriert und in einem Eiswasserbad mit 3n-Salzsäure angesäuert. Die Säure kristallisierte als weißes Pulver und wurde filtriert und im Vakuum getrocknet, wobei 2g, F · 157-16o°, erhalten wurden. 'Die Umkristallisationaus Benzol ergab 1,og 3-Wethylisothiazol-4-y!essigsäure, P » 159-151°. Diese Verbindung hatte das erwartete Neutralisationsäquivalent, Infrarotspektrum und magnetische Kernrefionanzspektrum.

Beispiel 7 Heretellunp; von 3-?fethylieot^tiiazol--5--ylessif-':s^::iure

3-Methylisothiazol-.-J-caΓbonylchlOΓid

5»96g 3-Methylisothxasol-ί?-caΓbonsäure und 3o ml Thionylchlorid wurden 1,5 Stünden unter Rückfluß erhitzt, worauf das überschüssige Thionylchlorid .unter verringertem Druck entfernt

■ " · bad original

009811/1545

wurde. Die Destillation des Rückstandes im Vakuum ergab 6,0-5 g (93%) 3-Kethylisothiazöl-5-car.bonylchloΓid, Kp - 41-42° (o,5

3-I''ethylisothlazol-5--di3ZOmethylkaton ." /

6»o5g des Säurechlorids wurden langsam zu einer eiskalten Lösung von 3 Äquivalenten Diazomethan in ο,24 M Äther gegeben und die Lösung über ITacht bei Raumtemperatur gelassen. Sther und überschüssiges Diazomethan vnirden...unter verringertem Druck entfernt und der rote Rückstand mit Hexan gewaschen, filtriert und aus Benzol-Hexan umkristallisiert, wobei 3g 3-Methylisothiazol-5-diazomethylketon, P ■ 84-94°, mit dem erwarteten Infrarots pekt rum erhalten wurden.
Äthyl-3-Meth,yllsothiazol-5-ylacetat

3»og (o,o18 Mol) 3-tlethylisothiazol-5-diazomethylketon und 5o ml absolutes Äthanol wurden unter magnetischem Rühren und unter Rückfluß erhitzt, und zwar in einem 3oo ml-Rundkolben (dessen Inneres mit einea Silberspiegel überzogen worden war)« Eine kleine Menge (etwa o,3 g) frisch hergestelltes Silberoxyd wurden zugegeben· Dies führte zu einer sofortigen Gasentwicklung Diese Gasentwicklung hörte nach 1Ö-15 Minuten auf und die Zugabe von etwas weiterem Silberoxyd war erforderlich. Das Ausmaß der Reaktion konnte durch daß Verschwinden der Diazobande bei 21oo cm und dem Auftauchen eines Estercarbonylbandes bei 174o cm v© im Infrarotspektrum verfolgt werden. Nach einem

009811/ASkS

vierstündigen Erhitzen unter Rückfluß war die Reaktion abgeschlossen und während dieses Rückflußabschnitte wurde eine Gesamtmenge von etwa 3»°.S Silberoxyd zugegeben. Das üthanol wurde auf einem Umlaufverdampfer entfernt. 1oo ml Äther wurden zu den Rückstand zubegeben und das eupendierte Feststoffmaterial wurde abfiltriert. Die Ätherlösung wurde mit 3o ml 1n-Salzsiure gewaschen und mit Salzwasser, worauf sie über Uapnesiumsulfat mit etwas entfärbender iiohle eetrocknet wurde. Die .Mischung wurde filtriert und der Äther auf einem Umlaufverdampfer entfernt, wobei 1,71g (51 #) Äthyl^-methylisothiazol-S-ylacetat in Form eines roten (ils mit dem erwarteten Infrarotspektrum erhalten wurden.
3-Methylisothiazol-5-y!essigsäure

3,2 ml 3-n-methanolisches Natriumhydroxyd wurde zu 1,71g (o,oo925 Mol) Äthyl-3-methylisothiazol-5-ylacetat gegeben.· Die Lösung wurde über Xacht bei Raunteciperatur gelassen und im Vakuum konzentriert. Trockener Äther wurde zugegeben und ein dickes ül und etwas Feststoff abgetrennt; und der Feststoff wurde filtriert. Sowohl der Feststoff als auch das Ül wurden mit Äther gewaschen, in 2Ό-25 ml Wasser gelöst und mit konz. Salzsäure angesäuert. Ein dunkles öl trennte sich ab und wurde mit 6 χ 2o ml Äthylacetat extrahiert. Die vereinten. Äthylacetat extrakte wurden über Magnesiumsulfat mit etwas entfärbender Kohle getrocknet. Die Mischung wurde filtriert und das Filtrat auf

.009811/1545

einem Umlaufverdampfer konzentriert. Die Urnkristallisation des Rüclotandes aus Äthylacetat-Hexan ergab ο, 751S 3-^ethylisothiazol-5-ylessigsäure, F « 135-138° (Zersetzunr;). Bas Weuträlisationsäquivalent, das Infrarötspektrun und das magnetische Kernresonanzspektruffi stininiten mit der erwarteten Struktur iiberein.

Befepiel 8

Herstellun¹? von p~NitrophgnyliSQtb.iazol^3--ylacetat 15»oo97 s (o»o91 i/iol) Ieothiazol-3-ylessigsäure und 13»281g' (o_to95 laol) p-Nitrophenollwurden in 3oo ml trockenem Dioxan gelöst und die Lösung in einem Eisbad /;ekühlt. 18,7733 (o,o91 Mol) K_tIi^l-Dicyclohexylcarbodiimid'.wrde zu^eseben und die Lösunir gut geschüttelt und bei Raumtemperatur über Kacht gelassen. Per aus-*

Harnstö-ff vmrde-ditpch ■ Filtrieren, entfernt und mit trok-Biöxan und trockenen Xtlier gev;nnchen. Das Piltrat und die Ablauge wurden zusaniTennegeben und i.a- Vakuum bei i?auratemperatur konzentriert, wobei ein Rückstand blieb, welcher den aktiven Ester enthielt, der bei Kratzen oder Schaben kristallisierte. Der Ester wurde mit Hexan gewaschen, in Äther gelöst und im Vakuum konzentriert. Der Rückstand wurde aus'llethanol und ϊ/asser uralcristallisiert und ergab 16,0-5 p-WitröphenylisotQiazol-3-ylacetat, F » 82-85°.

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Beispiel 9 Herstellung von Kalium~6-(isothia2ol-3-ylacetamid)penicillanat

13i1g (o,o6o6 Mol) 6-Aninopenicillansäure und 12,24g (o,1212 Hol) Triethylamin wurden mit 12o ml Methylenchlorid geschüttelt, bis die Mischung homogen war. Die Mischung wurde, in einem Eisbad gekühlt und 16,o g (0,0606 Mol) p-Nitrophenylsiothiazol-3-ylacetat wurden unter Schütteln zugegeben und die erhaltene Lösung bei Raumtemperatur belassen. Der Verlauf der Reaktion wurde verfolgt, indem man periodisch ein Infrarotspektrum der Mischung erhielt und die relativen Intensitäten

—Λ

der Bande bei etwa 177o» 169o und 16oo cm aufgrund von ß-Lactam, Amid und Carboxylat verglich. Die Reaktionsmischung wurde 3 Stunden bei Raumtemperatur gehalten und über Nacht in den Kühlschrank gegeben. Überschüssiger trockener Äther wurde zu der Mischung zugegeben und das Triäthylaminsalz von 6-(Igothiazol-3-ylacetamid)penlcillansäure ausgefällt. Das ausgefällte Salz wurde filtriert und getrocknetund wog 24,3c· Pas Salz wurde in der Kindestnenge trockenem !«!ethanol gelöst und eine Lösung von Kalium-2-äthylhexanoat in n-Butanol (2,5 M., 25 ml) unter Schütteln zu^eseben. Als Äther zubegeben v/urde, trennte sich Kallum-6-(isothiazol-3-ylacetamid)-penicillanat als Feststoff ab. Die Ausfällung wurde durch Filtrieren gesammelt und mit Äther gewaschen, anschließend in Methanol gelöst, filtriert

BAD

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und mit Äther abermals ausgefällt. Die Ausfällung wurde filtriert, "mit Äther gewaschen und ira Vakuum getrocknet und hatte ein Gewicht von 2o,og. Es wurde gefunden, da3 das Produkt, Kalium-e-iisothiazol-J-ylacetamid)peneillanat, die ß-Laktamstruktur enthielt, wie durch Infrarotanalyse Gezeigt wurde·, und Staph. aureus Smith bei o,o16 meg/ml entgegenwirkte, Salmonella enteritidis bei 0,8-1,6 -mc g/ml entgegenwirkte und gegenüber Staph. aureus Smith und Salmonella enteritidis bei Mäusen bei intramuskulärer Injektion einen CDc₀ von 1,o mg/kg bzw. 9»ο mg/kg und bei oraler Verabreichung einen CDc₀ von 1,8 mg/kg bzw. 28 mg/kg zeigte.

Beispiel 1o Herstellung von p-NltrophonT-lisothiagol^-ylacetat

o,7179 S (0,005 iiol) Isothiazol-^—ylessigsüure und o,698og (o,oo5 Mol) p-Nitrophenol vmrden in 2o ml trockenem Dioxan gelöst und die Lösung in einem Eisbad gekühlt·-: 1._to3o S (0*005 Mol) ifjH'-Dicyelohexylcarbodiimid vAirden zugegeben und die Lösung gut geschüttelt und über Nacht bei Baumtemperatur gelassen. Der ausgefällte Harnstoff wurde durch Filtrieren entfernt und mit 2 χ 2 ml trockenem Dioxan und 3 x 3 ml trockenem Ither gewaschen Das Filtrat und die Ablauge wurden zusammengegebezi und im Vakuum bei Raumteperatur konzentriert, wobei der aktive fister als ein dickes gelbes Wachs zurückblieb, das beim Kratzen, in Form feiner hellgelber Nadeln kristallisierte. Die Nadeln wurden mit

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- 55 - ■ ·

Hexan gewaschen, im Vakuum getrocknet und dann mit Äther und Hexan gewaschen und über Phosphorpentoxyd unter hohem Vakuum getrocknet, wobei 1,142g p-liitrophenylisothiazol-4-ylacetatj P . 73-75°, erhalten wurden.

Beispiel 11 Herstellung von Kaliun-e-(iBothiazol--4-yl?csta'r₁id )ponicillanat

0,864 g (o,oo4 Mol) 6-Aminopenicil3a.*iS3ure (6-Aminopenicillanic acid) und o,8oSg (o,oo8 i.Tol) Triäthylanin wurden mit 1oml Methylenchlorid geschüttelt, bin die i.:icchuns homogen war. Die Mischung wurde in einem Eisbad gekühlt und 1fO56g (o,oo4 Mol) p-Nitrophenyiisothiazol-4-ylacetat wurden unter Schütteln zugegeben und die erhaltene Lösung bei Raumtemperatur gelassen· Der Verlauf der Reaktion wurde verfolgt, indem man periodisch ein Infrarotspektrum der Mischung erhielt und die relativen In-

—1 tensitäten der Bande bei etwa 177o* 169o uad 16oo cm aufgrund des g-Lactams, Amids und Carboxylats verglich. Nach o,5 Stunden wurde die Mischung im Vakuum konzentriert und 1 al Triethylamin und 3 ml Methylenchlorid zugegeben und über Nacht bei Haumtemperatur gelassen, überschüssiger Äther wurde zubegeben und ein gelbes Wachs abgetrennt, das abgetrennt und mit Äther gewaschen wurde. Dar Wachs wurde in der !.Ündesmenge trockenem Methanol gelöst und eine Lösung von Kälium-2-^:ithylhexanoat in n-Butanol (2,5 % 2 ml) unter Schütteln zugegeben,^ worauf Äther

BAD ORSGINAL-

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■ ■ ■ . ^

unter Kratzen sup;ereben v/urde und Kalium-6-(i5othiasoi-4-ylace a:nid)penicillanat alo Peststoff 'abgeschieden wurde. Der Feststoff v/urde durch Filtrieren gesanueit und mit Äther gewaschen, anschließend in Methanol gelöst und abermals Mt Äther ausgefällt und 24 Stunden über Hiosphorpentoxyd getrocknet. Das erhaltene Kalium-6-(isoth±sol-4-y:lacetaniid)penicillanat hatte ein Gewicht von 1,147g.

Es wurde gefunden, daß das Produkt, Kaliüm-6-(isothiazol-4-ylacetamid)penicillanat die ß-LactamstruKtur enthielt, wie die Infrarotanalyee zeigte, und Staph. aureus Smith bei o,o$1 mcg/ral entgegenwirktei da-lmonella enteritidis bei ö,125-0,4 mcg/kl entgegenwirkte,. E.coli bei 12,5 mcg/ml entgesenwirkte und gegenüber Staph. aureus Smith, Salmonella enteritidis und· Klebsiella pneunioniae bei Läusen bei intramuskulärer In«jektion einen CDc₀ von ο,35 ms/kg, "9,o mig/kg bzw* 45 mr^/kg und bei oraler Verabreichung einen GDc₀ von ο,64 ö-gjfkc» 22 iag/kg bzw. 225 rag/leg zeigte. .

Beispiel 12 ;^

Herstellung von p-iiitrophenrrliaothiasol·—5-yl.ac.etä"t

Zu einsr kalten Lösung von 1,43 g (o,o1o äol) Isothiazol-5-ylessigsäure und 1,67s (p»o12 „':ol)p-liitrophenöl in 2o ml ■wasserfreiem Dioxan wurden 2,06 g (ο,οΐο ISoI) flyliVDicyclohex3Flcarbodiimid zuisesetat. Die Reaktionsmischung wurde 1 Stun-

009811/154

bad

de boi Raumtemperatur stehen gelassen, worauf der Ν,Η'-Dicyclohexy!harnstoff abfiltriert und mit 2o ml λthylacetat gev/aschon wurde. Das vereinte Filtrat (rötlich gefärb't) und die Ablauge vnirden mit Entf^rbungskohle oder Bleichkohle behandelt und filtriert. Da die Lösung imcor noch stark gefärbt war, vmrde die Behandlung mit Bleichkohle wiederholt« Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt und der Rückstand aus einer 1:1-Mischung von Ither-Petroläther uoikristallisiert, wobei 1,32g (5o%) von gelb ,reförbtem festem p-liitrophenyliGOthiazol-5-ylacetat, F · 76-8o°Cy erhalten wurden.

Bei3riel 13

Herstellung von ICaliuQ-6-(isothiazol-5-ylaceta.^>Eid).pönlcillana,.t , 1,o8g (o,oo5 i-ol) 6-A;."inopenicillansäure wurden in 1o ml Itothylon chlor id ait einem Gehalt an 1,o1 g (ο,οΐο iMol) Triuthylörain durch Schütteln bei Raumtemperatur während eines Zeitraums von einer Stunde gelöst. Die Lösung wurde dann in Eis gekühlt und 1,31g (o,oo5 LoI) p-Nitrophenylisothiazol^-ylacetat wurden zugegeben. Die Reaktionsirischung (die stark gefärbt ward«) v<ur-* de 1 Stunde bei O⁰C gelassen, anschließend wurde die i/dechung zur Vervollständigung der Heaktion 4 Stunden bei Raumtemperatur äehalten. Die Reaktion wurde verfolgt, indem man die Intensität

—1

des Amidabsorptionsbandes bei 1675 cm im InfrarotSpektrum maß. Eine kleine Kenge eines stark gefärbten unlöslichen Ma-

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terials wurde abfiltriert. Dur ph Zugabe von 1ö al .tther v/urde das Triäthylaininsalz der Penicilldnsäure in Form eines viskosen Üls, das sich leicht verfestigte, ausgefällt. Der Feststoff wurde mehrmals Mit Äther (4 χ 2o ml) durch Dekantieren gewaschen. Das Kaliumsalz der Penicillänsäure wurde hergestelIt, indem man das Triäthylaainsalz in 2 ml Uqthanol löste, eine 2,5-molare Lösung von KaUium-2-;ithylhexanoat in 2 ml n-Butanol und anschließend 1o rnl trockenen Äther zugab. Das Kaliumsalz von 6-(Isotliiazol-5-ylacetamid)penicilMnsdure v/urde zv/eiiaal aus einer •iiethanol-Ather-Mischung umkristallisiert, wobei 1,25g (66$) bräunlich gefärbter Feststoff erhalten wurden.

Es wurde gefunden, daiJ das Produkt, Kalium-6-(isothiazol-5-yl-acetämid)pezibillanat die ß-Lactamstruktur hatt^ wie durch Infrarotanalyse gezeigt wurde, und Staph. aureus Smith bei ρ,οΐο meg/ml, Salmonella enteritidis bei o_i125'-o,4 mcg/ial und .S.coli bei 12,5 mcs/wl entgegenwirkte und gegenüber Staph. aureus S^ith, Salmonella enteritidis und Klebsiella pneunoniae bei äläusen bei intramuskulärer Injektion einen CDc₀ von ο,ό ^mo/^kC-^rr 9_?o nig/kg bzw. 22,5 mg/kg und bei oraler Verabreichung einen CDc₀ von 1,8 mg/kg, 1$ mg/kg bzw. 155 ingr/kg zeigte.

'Baispiel 14 Herstellung von p-Kitrophenyl-4^chlorisοthia ζ ol~5-yIacetat 0,266g (o,oo15 Mol) 4-Chlorisothiazol-'3^ylessigSiaure und

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o,25og (o,oo18 !.Ιοί) p-lTitrcphenol wurden in 5 sil At by lace tat gelöp.t und die Lösung in eines Eisbsd rekühlt. o,3o9~ (ο,οο15 Mol) NJI'-Dicyclohexylcarbodiimid '.vurden zugegeben und Ιϊ,ΐΐ¹-Dicyclohexylharnctoff fie.l leicht aus. Die Reaktionsmischung wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur gehalten. Der ausgefüllte Harnstoff wurde durch Filtrieren entfernt und das Piltrat im Vakuum konzentriert. Die Zugabe von Petrol^::.ther bewirkte die Ausfällung von p-Nitrophenyl-^-chlorisothiazol-3-ylacetat· Ausbeute: o,31c (7o"i) blaßbrauner Kristalle, P - 93-97°.

Beispiel 15

Herstellung von Kalium-6-(^-chlorisothiazol-3-ylacetamid)peni-

cillanat

A. ο,216g (o₉oo1 .uOl) 6-AminopenicilMnsiure v/urden mit 5 fcfethylenchlorid geschüttelt, bis die Löschung hoco_;-en war. Die Mischung wurde in einen Eiebad auf O⁰C gekühlt und 0,299 S (o,oo1 KoI) p-Nitrophenyl-4-chlorisothiazol-3-"ylacetat wurden unter Schütteln zugegeben und die erhaltene Lösung 2o Stunden bei Hauintemperatur gehalt;en.

B. 1,49g (0,0069 i^ol) 6-Aminopenicil]ansäure und 1,39 B (o,o133 i'ol) Tritlthylaain wurden mit 14 ml Methylenchlorid geschüttelt, bis die irischung homogen war· Die Mischung wurde in einem JSisbad auf 0° gekühlt und 2,o5g (ö,oo69 Mol) p-liitrophenyl-4-chlorisothiazol-3-ylacetat '.vurden unter Schütteln zugege

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ten und die erhaltene 'Lösung 16 Stunden bei Rauntenperatur Gehalton.

Kach VervollstAndicung der Reaktionen wurden A und B zußaKiraensegeben und durch Zugabe von übcrecliüssigem brockenein Äther wurde das Triäthylar-iinsals von 6-(4—Chlorisothiazol-5-ylacetamid)penicillansKureaur,r;ef :111t. Das Salä wurde in Methylenchlorid gelöst und rait"-"Äther■■-abermals ausgefällt und anschließend in der LÜnde-stmenge" trocknem Methanol gelöst» Eine Lösung von Kalium-2-atl^^rlhexanoat in n-Eutanol (2,5 M., 4 ml wurde unter Schütteln zu^eyeben,- woraul die Zugabe von Äther folgte, wodurch Kalium-6-(4--chloriaothiazol-3-yiacetanid)-penicillanat ausgefällt..v;urde. Das Penicillin vairde dreimal Uüikrlstallisiprt, indem man es in t!ethanol löste und anschliessend unter Eratsen Äther zu;;ab. Die gesammelte Ausfällung vnirde 24 Stunden über rhosphorpentcxyd ^'etroclaiet, wobei 2_t21g; eines v:eißen, nicht h;»^rgros!copischen Pos te-1offs, Kaliu.ii-6-(4-chlorisothiacol-J-yl-acetaniidypenicillnnat, erhalten v/urden.

Es vmrde refunden, daß das Produkt, Kaliüm-5-(4*-chlorisöthiazol-3-ylacetamid)penicillanat die "ß-Lactainstruktur hatte, wie durch Infrarotanalyse '^ezeiert wurde, und Staph. aureus Smith bei ο ,016 mcg/ial und öalmonella enteritidis bei 3»1 ml

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.. 44 —

JBeispiol 16

Herstellung von 2_t4-Dinitrophenyl-^--meth7/-lisothiazol-4-ylacetat o»315g 3-Methylisothiazol-4-y!essigsäure und o,374g 2,4-Dinitrophenol wurden in 1o ml Dioxan golöst und die Lösung in einem Eisbad gekühlt. o,414g ^,N'-Dicyclohexylcarbodiimid wurden zugegeben und die Lösung gut geschüttelt und eine halbe Stur de in einem Eisbad und anschließend 4 Stunden bei Raumtemperatur gehalten* Der außgefällte Harnstoff wurde durch Filtrieren entfernt und mit 4 χ 2 ml Dioxan und 2 χ 5 ml trockenem Äther gewaschen. Filtrat und Ablauge wurden zusammenge^eben und bei Kaumtemperatur im Vakuum konzentriert, wobei der Ester als gelbes öl zurückblieb. Das Ol wurde mit "ither gemischt, mit .Was-, ser extrahiert, über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und konzentriert. Ein Feststoff kristallisierte aus und wurde durch Filtrieren angetrennt,, mit zither und Petroläther gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es wurden o,522g 2,4-Dinitrophenyl-3-methylisothiazol-4-ylaeetat, l·¹ » 8o-;ö1 , erhalten.

Beispiel 17

Herstellung von Kalium-e-CS-methylisothiazol^-y !acetamid )- - penicillanat

2,422g 6-Aminopenicillansäure und 1,52g Triethylamin v/urden mit 2© ml Metbylenchlorid geschüttelt, bis die Mischung ⁵t> Di© fäisehung wurde in einem Eisbad gekühlt und

BAD ORiQfNAL

00981 t/f &46.

2,242g 2,4-Dinitrophenyl~3-methylisothiazol-4-yläcetat wurden unter Schütteln zugegeben und die erhaltene Losung eine halbe Stunde zur Vervollständigung der Reaktion in dem Eisbad belassen. Durch, die Zugabe von trockenem iither unter Kratzen wurde das Triäthylaininsalz von: 6-(3-'M^thylisothiazΌl—^{^}^—ylacetamid)penicilläns^:mre ale ül aus refällt. Die abermalige AusiäL-lung aus Kethylenchlorid mit Äther ergab das Salz als Feststoff Das Salz wurde in der Mindestmenge trockenem Methanol gelöst und· eine Lösung von Källuia-2-äthylhexaiioat in n-Butariol (2,5 K 5 ml) unter Rühren und anschließend nther zu,y?_:?eben. Das Kalium ealz wurde zweimal aus Älethanol-Äther umkristallisiert, wobei 2,54g Kalium-o-(3-JDethylisothiazol-4-ylacetaaid)penicillanat erhalten wurden·

Es wurde gefunden, daß das Produkt, EaIiUa-O(J^nIethylisothiazol-4-ylacetamid)penicillanat die 3-Iiactamstrüktur hatte, wie durch Infrarotanalyse gezeigt Wurde, und Staph. aureus Smith bei o,o62 mcg/ml und Salmoiiella en^erltidis bei o,4— o,8 mcg/inl entgegeiiwirkte.

Beispiel Herstellung; von p^Mtrophenyl·^*'jΓgβth.ylisothi.αzol-5^^^ylacetat

o,G28g (o,oo4 WoI) i-Mstliylisothiasol-^-ylesEi^süure und 0$55€> S (o,oo4 Mol) p-^Nitrophenol wurden in 15 ml trockeneia Dioxaa gelöst und die Lösung in einem Bisbad gekühlt* ο_s824g

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BAD

(0,004· VoI) N^N'-DtcycloJio^ylcarbodiiciid wurde:! zubegeben und die Lösunt3 gut £reschüttelt und 4 Stunden bei Raumtemperatur -rehaltec. Eolzkohlo Tjurde zu;:e:;Qben und der ausgefällteüarnstoff durch Filtrieren entfernt und 3 x ί-it 2 al Dioxan und .üit 3 x. 2 Bl trockenem Äther sjevmschen. Piltrat und Ablauge v/ui'den ausaaraengejeben und bei Raumtemperatur im Vakuum konzentriert, wobei der aktive Ester als dicices Y;achs zuräckblieb. Da3 i.achs \mrde mit trockenem Äther unJ Hexan ^e^w8.sch.en und sorgf'-lti^ unter hohem VaituuiR über Kaliuapentoxyd 5etr0.ckn.0t. p-iVitrophenyl-3-methylisothiazol-5-ylacetat wurde als brauner Feststoff, o,864 ε, Γ - 55°t erhalten.

Beispiel 19 Herstellung von 6~C5--'^th7lisotnias:ol-5-ylacetaniiä)penicillanat

0,834g (o,oo3 i"ol)p -Hitrophenyl-3-aethyli£othiazol-5-ylacetat vrurden zu einer eiskalten, fast honogeneü Lösung von 0,648g (o,oo3 Mol) o-AminopenicilliinsIure und 0,606 G (0,006 Mol) Triäthylamin in 5 öl ^ethylenchlorid gegeben. Das Fox^Ttschreiten der Reaktion wurde durch die relativen Intensitäten der ß-Lactan- und Aaidbande la Infrarotabsorptionsspektrum der Mischung verfolgt· Haeh zwei Stunden war die Reaktion beendet und die Reaktionsmischung eine klare braune Lösung« üborschüssiger Äther wurde zugegeben, wodurch die Abtrennu^i.; des Triäthylaniinsalzes des Penicillins als braunes vis-coses Cl be-

BAD ORIGINAL 009811/154 5

v/irkt vivv&e» Die überstehende Flüssirkeit \7urde dekantiert und das restliche Wachse mit 4ther gut gewaschen. Pas Wachs vmrde in der Mindest.-Een^e Methanol celoct und oine 2,5-inölare (2.5 :z) Lösung von Ke.lium-2-<stIi;7lhe>:anoiit in n-Eutanol (1,2 ml) wurde zu^e^eben* Unter Kratzen v/urde trockener #therin kleinen Kennen zugegeben, wodurch die Abtrennung eines gelben Fest-Btoffs bewirkt wurde.. Es wurde überfichusBiger Äther zugegeben und der Feststoff filtriert und mit Äther gewaschen. Der Feststoff wurde in der Hin4enti«enge Methanol gelöst und v/ieder mit Äther ausgefällt, filtriert und 24- Stunden über PpÖc in Vakuum getrocknet. Das erhaltene Kaliuai-e-O-metbylisothiazol-^-ylaCetaaid)pericillanat hatte ein Gewicht von o,5g·

Es ',vurde ^e fund öd, daß das Produkt, Kälium-6-(3-iaethy,ljisothiazol^-ylacetaöidXpenbillanat die S-Lacta-istrukt;ur aufv/ies, wie durch Infrarotaaalyse geiseigt wurde, und Staph. aureus S.-aitli bei ö_foHc ac g/ml, Salmonella enteritidis bei ο,β ffics/sl entgefenwirkte und gegeuüb-r Staph. aureus ömith bei Mäusen bei intrainuskulerer Injektion einen CPc₀ von o,19 Tis/ki; und bei oraler Verabreichung einen GDc von o,88 mg/kg seilte.

' . ^: '-. Beispiel 2o -. ■".-." von _<2_a»^Pijiitro.pbettyl-4«b.T'diniiiPthi&gol~!)--yia-C-etat

ο_a222g. 4-=-BroEii?pthiazol^-xlessig^säure xmä-.O 2_s ^j{5—Binitropaen.ol wurden in 6 ml Ät-fiy lace tat gelöst und die

BAD ORiGSHAL

ι 1 / 1 5 a S "■":"■

I ti S (j ?=? H^ w

Lösung in einem Eisbad gekühlt. o,2o6ß NjN'-Dicyclohexylcarbodiimid wurden ziure^eben und die Lösung gut geschüttelt und 1 Stunde bei Räumteareratür gelassen. Der ausgefällte Harnstoff wurde durch filtrieren entfernt und mit trockenem Äther gewä sehen. FiItrat und Ablauge wuraen zusamnenfe-feoen und im Vakuua bei Haumtempsratur konzentriert. Äthylacetat wurde zugegeben, die Mischung in einen Eisbad gekühlt und Skellysolve B langsam unter Hühren zu39^:?eben. Die hellgelbe Ausfällung, 2,4—Binitrophenyl-4-bromisothia^ol-5-y lace tat, -wurde filtriert und getrocknet, und hatte ein Gewicht von o,32og und οinen Schmelzpunkt von öö-9o°.

Beispiel 21

Herstellung von. Kaliu.'n-5-(4—^brojnisotaia^ol-5-ylacetainid)peni-' eillanat

1,296s 6-Arßinopffnicilldnsäiure und 1,515*3 Triäthylaain wurden mit 12 ml Methylenchlorid geschüttelt, bir- die rlschun^ homogen war. Die Mischung wurde in einem Eisbad gefühlt und 2,328-3 2,4-r)initrophonyi-4-brojnisothiazol—3-ylacetai; wurden unter Schütteln zu,-e:ebBn und die erhaltene Lösung aur Vervollst ändirsurip: der Reaktion üb^r liacht bei Raumtemperatur gehalten.

Die .Reaktion wurde durch Bestimmung der Intensität'des Aaaid—

—1
sbsorptiorisbandes bei 1675 cm. im Infrarotcpektrum verfolgt.

Durch Ausgabe von trockenen Xther unter Kratzen wurde das Triäthjrlaciinsalz von 6-(4-Bro!aicothiazol-3-ylacetaaid)penicill<ln-

BAD ORiG[NAL

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säure als gelbes .V'ache ausgefällt, welches dreimal durch Dekantieren ißit Äther grewaschen wurde. Das Wachs wurde in der kindestrenge trockenem Methanol gelöst und-eine Losung von Kalium-2-^:itüylhexanoat in n-Eutanol (2,5 Λ, ^₁S ml) wurde unter Schütteln zu^e^eben, worauf Äther unter Kratzen zugesetzt wurde, wobei das Kaliuasalz als ein Feststoff abgeschieden 'Aurde. ,.r wurde durch filtrieren sesanuaelt, mit -ither gewaschen, aus 15 nil ?:sthanol tTiifc /ithör uralrristallisiert und unter Bildung von

getrocknet« ;

Es wurde gefunden, daß das Produkt, Kalium-6-(4*bromisothiazol-j-ylacetainidjpenicillanat die iB-Lactainstruktur hatte, wie durch Infrarotanalyse itesei^t viurde, und Staph-aureüs Smith bei einer Konzentration von ο,οοΐ Geii.-fr entgerent?irkte·

, Beis t>iel 22

Herstellung von Kaΐium·-6^-(isσtl^ιiί^!ϊZol«^4-'7Γlacetaraid)pgnicill·an9t

1,oög (o,öo5 UoI) ö-AminopenicillansHure v.*ird. in Io ml Mafehylenchlorid mit einem,Gehalt an 1\o1g (o,o1 Mol) Triäthylarnin durch Schütteln bei Bäumtöaperatur über einen-Zeitraum, von. einer Stunde je löst. Die Lösung wird in einea Eiöbad auf O⁰C gekühlt und eine Lösung von ο,οο*> Mol Isothias:ol-4-ylacetylchlorid in 15 ml Methylchlorid zugegeben. Die Reaktionsmischunj5 wird S Stunden "bei O⁰G gerührt und dann mit drei 2$al Anteilen iäflasser extrahiert. Die[vereinten «Vasserextrakte wurden

- ;■■■■■"'. ^: BAD

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mit zwei 25 ml-Anteilen Äther c^ev/aschen, rait 5o ml Äthylacetat beschichtet und ait lo^-i^er Salzsäure auf oinen pH-Wert von eingeregelt. Die Äthylacetatschicht wird abretrennt und die . ¹VaSRsrschicht mit zwei 25iil-Anüeilen Athylacetat gewaschen. Die vereinten Äthylacetatschichten v/erden mit 25 al Wasser gewaschen» .nit Natriumsulfat getrocknet und filtriert. Das FiI-trat wird mit 5 ml loV-iprem Kalium-2-iithylhexanoat in üethylisobutylketön behandelt und darm auf ein Volumen von etwa 75 ^l eingedampft. Die sich ergebenden feinen I/adeln Kaliuai-6-(isothiaaol-4-ylacetamid)penicillaLaat werden durch Filtrieren gesammelt. Es hat die B-Lactaastrulctur, wie durch Infrarotanalyse gezeigt wurde, und wirkt Staphylococcus aureus Smith bei einer Konzentration von ο,ο^Ι mcg/ml entgerjen.

Beispiel 23

Es wurden die Fersidntierun.Tsmedien I bis VI hergestellt, wobei jedes diessr Medien, bezogen auf Gewicht, aus 7_t5^ Lactose oder Milchzucker, 4*j gereinictem ßaiiawollsaataiehl, Λ% Calciumcarbonat, o,5^ Calciuasulfat, ο,4% Natriumsulfat, Λ% Specköl Clard oil) in Wasser und einen Vorläufer bestand, wie nachstehend im 5a 11 der Medien II bis VI ang-egeben ist. Medium I enthielt keinen Vorläufer, während iiedium II zusätzlich zu den für die Medien I bis VI üblichen Bestandteilen o,5vi> einer 64f-o-itren wässerigen Löeung aes Keliumsalzes von Fhenylessig-

■ ■ . . " BAD

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säure enthielt. Die Siedien XII, IV, V und VI enthielten ο,ο5;ί>, 0,1'.·, 0,5^ dzv;» 1,0% Isothiazol-^-ylessifis-lure. Jedes der vorstehend renannten Medien wurde im Autoklaven behandelt (2o

2 Minuten bei einem Druck von etwa 1,oi> kg/cm (15 Pßi))* mit FenieiIlium chrysogemm geimpft und 9 Ta,ee lang bei etwa 23,3°C

P) aerobir.ch fermentiert. Von jedem Medium v/urden Proben für die Analyse entnoaman und an neunten Tag zentrifugiert und ausgewertet. Die übersehende Flüssigkeit wurde jeweils auf eine Konzentration von 1000 ncg eingeregelt. Eine 1ml-Probe der eingeregelten ühersteilenden Flüscif*keit von jedem Medium wurde mit 9 ml eines o,1-nuol9ren (0.I Ά) KCl-HCl-Puffers mit eineoi ρίΙ-Wert von 1,8 vermiß oh t und 17 Minuten lanjj in einem Waeserbsd bei 37⁰O etehen gelaBeen« 1 ml jeder Probe wurde mit 1 ml eines o,3-nclaren iCaliuniphpsphatpuffers mit einen pH-Wert von 8 vermischt. Die Proben wurden um das Zelinfache mit einem 0,1-molaren Hiosphatpuifer mit einem pH-Wert von 7,ό verdünnt und 0aηη durch die Filterplattenücheiben-Arbeitsweise (filtö? plate dire .fcethou) gegenüber B.subtilisauEgeViertet»

In der nnchstohenden Tabelle sind die ISrfrebnisse der Aue-T.^fert^uri§-n des unbebandelten Matex'ials oder der unbehandelten Briioe (broth) so^ie der cvit Säure behandelten Brühe, wie sie am neunten Ta? aus dem Fermentierunctsikedia* gö/rominen wurden, aufijeführt. '

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5oöo	<14ο
92ο	66ο
118ο	δδο
152ο	96ο
2ο4·ο	132ο

Tabelle

Bio-Aucwertuniz; in mcg Penicillin .ie ml

Anf*Konz.Vorlaufer 9· Tag säure·

,Vledien Vorläufer l'i. medium, % 9« Tag behandelt

keiner (Kontrolle) o,o 4-οό

II 64-^-ige was ε. Lösung von
Kä-liuQsalz der Phenylessigsäure o»5

III Iaothiazol-5-yles8i6säure o,o5

IV Isothiazol-iJ-ylesBigsnure¹ o,1

V Ißothia2ol-5-y!essigsaure o,5 yi IsothiazoI-5-ylessigsäure 1_to

Aus den vorstehend aufgeführten Werten der Tabelle ist ersichtlich, daß das aus der iiedien I und II hergestellte Penicillin, d.h. in Abwesenheit des neuartigen Vorliufers seai^:iß der Erfindung·, vor der Säurebehandlung Werte von 4oo und 3o8o fflcg/iil zeist, daB jedoch n?cn der Säurebehandlung zur Entfernung Säureinstabiler. Penicilline die Auswertung eine unbedeutende Aktivität seitrt, d.U. nur (4o bzw. ^£i4o mcg/ißl. Bei der Herscellung von Penicillinen, wie vorsbehend gezeigt, bei welcher Isothiazol-5-yles£igsäure in die bedien in den vorstehend angegebenen Mengen einverleibt vmrde, wurde eine bedeutende Menge des säure-beständigen Penicilliiis e-Clsothiazol-^-ylacefcaiflid^penicillatnsäure erzeugt.

■ BAD-ORfGINAt. '

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Beispiel 24

Die aus den Ferrtentierunssmedien III, IY, V und VI von Beispiel 23 erhaltene filtrierte Brühe (broth) wird mit Säure behandelt, um saure-instabile Penicilline zu entfernen, durch eine Cellophanhaut gegen destilliertes wasser dialysierty um die anorganischen Salze zu entfernen,und unter Vakuum gefriergetrocknet, um öClsothiazol-^-ylacetainid^penicillänsäure zu erzeugen . .

Obgleich in der vorstehenden Beschreibung -verschiedene Ausführungsformsn der Srfinduns besonders eingehend aufgeführt worden sind, ist es für den Fachmann ersichtlich, daß die Erfindung auf andere Aüsführungsfaraen anwendbar ist und daß viele der Einzelheiten in eines weiten Bereich variiert werden können, ohne den Grundgedanken und deü Rahmen der Erfindung zu verlassen·

98 11/154 5

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Penicillansäure-Derivate der Formel

   p
   CH₂C - NH - CH CH C

   O = C

   CH,

   CHCOOH

   worin R. und R₂ jeweils Wasserstoff, Chlor, Brom, Jod oder Methyl sind und deren nicht»toxische, pharmazeutisch verträgliche Salze. ■. ■

   2. Verbindungen der Formel

   Ο
   CH₂C - NH - CH

   O = C

   CH,

   I CHCOOH

   worin R. und R„ jeweils Wasserstoff oder Methyl sind und deren nicht-toxische, pharmazeutisch verträgliche

   Salze.

   - 55 -

   Unterlagen tArtziMhaiir.j 0 0 981 1/154 5

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   Verbindung der Formel

   It

   —j— CH₂C - NH - CH

   0 = C

   CH

   CH

   CHCOOH

   und deren nicht-toxische, pharmazeutisch verträgliche Salze.

   Λ. Verbindung der Formel

   I¹ H

   N -4— CH^C -

   NH - CH

   0 = C

   CH

   ^CH

   CHCOOH

   und deren nicht-toxische, pharmazeutisch verträgliche Salze. \

   5. e-Clsothiazol-S-yl-acetamidoJpehicillansäure und deren nicht-toxische, pharmazeutisch verträgliche Salze.

   6. 6-(Isothiazol-4-yl-acetamido)penicillansäure und deren nicht-toxische« pharmazeutisch verträgliche Salze.

   7. 6-(Isothiazol-5-yl-acetamido)penicillansäure und deren nicht-toxische, pharmazeutisch verträgliche Salze.

   0 0 98Π/1545

   8. 6-(^-Chlorisothiazol-^-yl-acetamidoJpenicillansäüre und deren nicht-toxische, pharmazeutisch verträgliche Salze.

   9. 6-(4-Bromisothiazol-5-yl-acetamido)penicillansäure und
   deren nicht-toxische, pharmazeutisch verträgliche Salze.

   10. 6-(3-Methylisothiazol-4-yl-acetamido)penicillansäure und deren'nicht-itöxische, 'pharmazeutisch verträgliche Salze.

   11. 6- (J-Methylisöthiazol-S^yl-acetamidoJpenicillansäüre und deren nicht-toxische, pharmazeutisch verträgliche Salze.

   ί ' 6-ik^Me^hy^liLSOthi&zoQL~5~Tt--acetämldo)'-pehib illansäüre und » . deren'nicht-toxische, ^rpharmazeüt;isch verträgliche Salze.

   1>.' Verfahren ¥ür Mer^te^iurig von vierbinduhgen der Bbrrael

   jro_ s

   R₁ —1(- ' -4 - CH₂C - NH - CH

   CH C_x

   CH₃

   N CHCOOH

   in welcher R. und R- jeweils aus Wasserstoff, Chlor, Brom, Jod oder Methyl ausgewählt sind, sowie der nicht-toxischen, pharmazeutisch brauchbaren Salze hiervon, dadurch
   gekennzeichnet , daß man 6-Aminopenicillansäure (6-APA) oder eines ihrer neutralen Salze mit etwa einer äquimolaren Menge eines Acylierungsderivats einer

   - 57 -

   ■■■■" ~" ooWfivr54s "

   Säure der Formel

   -H-

   in der R. und R^ die vorstehend angegebene Bedeutung haben, in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur im ,Bereich von etwa -50⁰C bis etwa 50⁰C acyliert.

   14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch ge k en η ze lehnet , daß das Acylierungsnittel in Form eines aktiven Esters, aktiven Thioester», Säurehalogenidβ, Säureanhydrids, gemischten Säureanhydrids, Säureäzids oder der freien Säure in Gegenwart eines Carbodiiaid-Reektionsaittels vorliegt.

   QÖ93 1 1 / 1 54 5 BAD ORIGINAL