DE1620056C - Kalium 6 eckige Klammer auf 3 methoxy 5 phenylisothiazol 4 carboxamido eckige Klammer zu pem cillanat und Verfahren zu seiner Her stellung - Google Patents

Description

CH₃O

C-OH

in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur im Bereich von —50 bis +50⁰C umsetzt und das erhaltene Produkt in an sich bekannter Weise in das Kaliumsalz überführt.

Die Erfindung betrifft Kalium-6-[3'-methoxy-5-phenylisothiazol - 4' - carboxamido] - penicillanat der Formel

CH,O

C-NH-

CH- CH

C N-

CH,

\
CH₃

CHCOOK

Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend angegebenen Verbindung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in an sich bekannter Weise 6-Aminopenicillansäure oder eines ihrer Salze mit einer etwa äquimolaren Menge eines Acylierungsderivats der S-Methoxy-S-phenylisothiazoM-carbonsäure der Formel

CH₃O

erhaltene Produkt in an sich bekannter Weise in das Kaliumsalz überführt.

Das vorstehend gekennzeichnete Penicillansäurederivat der Erfindung stellt ein wertvolles antibakterielles Mittel dar, das sich für die Behandlung der Mastitis bei Rindern und als therapeutisches Mittel für Geflügel und Tiere sowie in der Humanmedizin bei der Behandlung von durch grampositive Bakterien und insbesondere Staphylococcus aureus hervorgerufenen Infektionskrankheiten eignet. Außerdem kann es als Zusatz für Tierfutter verwendet werden. Damit ist es insbesondere möglich, resistente Bakterienstämme, z. B. gegen Benzylpenicillin resistente Stämme von Staphylococcus aureus (z. B. Micrococcus pyogenes var. aureus) zu bekämpfen und die dadurch hervorgerufenen Infektionen zu behandeln sowie sie für die Desinfektion oder Entgiftung von solche Organismen tragenden Gegenständen, z. B. Krankenhauseinrichtungsgegenstände oder Wänden von Operationssälen, zu verwenden.

Wie aus der folgenden Tabelle hervorgeht, weist die erfindungsgemäße Verbindung gegenüber resistenten Stämmen von S. aureus mindestens die gleiche Aktivität auf, wie das aus der Antibiotika-Fibel, 1965, S. 118 bis 123, bekannte Oxacillin, das sich als bisher bestes Mittel gegen resistente Stämme

von S. aureus erwiesen hat.
55

Organismus

in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur im Bereich von —50 bis +5O⁰C umsetzt und das

S. aureus BX 1633-2
(resistenter Stamm)

S. aureus BX 1633-2
+ 50%iges Serum.

Minimale Hemmkonzentration in vitro
mcg/ml

Oxacillin

0,5
1

Verbindung gemäß der Erfindung

0,5

Fortsetzung

Organismus

S. aureus
(resistenter Stamm) .

Minimale Hemmkonzentration in vitro mcg'mj

Oxacillin

Verbindung gemäß der Erfindung Obgleich die Acylierungsreaktion innerhalb eines

weiten Temperaturbereiches von etwa —50 bis etwa +50⁰C durchgeführt werden kann, liegt die bevorzugte Reaktionstemperatur zwischen etwa —5 und etwa

5'+25⁰C.

Beispiel 1

IO

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Acylierungsderivate der 3-Methoxy-5-phenylisothiazol-4-carbonsäure sind an sich' bekannt. Dazu gehören die entsprechenden Carbonsäurehalogenide, Carbonsäureanhydride einschließlich der gemischten Anhydride, Carbonsäureazide und aktiven Ester oder Thioester (z. B. mit p-Nitrophenol, 2,4-Dinitrophenol, Thiophenol oder Thioessigsäure). Außerdem kann die freie Säure selbst mit 6-Aminopenicillansäure gekuppelt werden, nachdem diese freie Säure zuerst mit Ν,Ν-Dimethylchlorformiminiumchlorid umgesetzt worden ist (vgl. die britische Patentschrift 1008170 und Novak und Weichet, »Experientia«, XXI/6, S. 360 [1965]) oder unter Verwendung von Enzymen oder eines Ν,Ν'-Carbonyldiimidazols oder eines Ν,Ν'-Carbonyltriazols (vgl. die südafrikanische Patentschrift 63/2684), eines Carbodiimid-Reaktionsmittels, insbesondere von N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid, N,N'-Diisopropylcarbodiimid oder N-Cyclohexyl-N '-(2-morpholinoäthyl)-carbodiimid (vgl. S h e e h a η und Hess, »J. Amer. Chem. Soc«, 77, S. 1067 [1955]) oder eines Alkinylamin-Reagens (vgl. R. B u i j 1 e und H. G. V i e h e, »Angew. Chem.« International Edition, 3, S. 582 [1964]), oder eines Ketenimin-Reagens (vgl. C. L. Stevens und M. E. M ο η k«, »J. Amer. Chem. Soc«, 80, S. 4065 [1958]) oder eines Isoxazoliumsalz-Reagens (vgl. R. B. Wood ward, R. A. Olofson und H.Mayer, »J. Amer. Chem. Soc«, 83, S. 1010 [1961]).

Ein anderes verwendbares, funktionell äquivalentes Acylierungsmittel ist ein entsprechendes Azolid, d. h. ein Amid der entsprechenden Säure, deren Amidstickstoff ein Glied eines quasi-aromatischen fünfgliedrigen Ringes mit wenigstens 2 Stickstoffatomen ist, d. h. Imidazol, Pyrazol, die Triazole, Benzimidazol, Benztriazol und ihre substituierten Derivate.

Die Acylierungsreaktion kann in einem inerten organischen Lösungsmittel oder in einer Mischung eines derartigen Lösungsmittels mit Wasser durchgeführt werden. Geeignete inerte organische Lösungsmittel sind z. B. Aceton, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, chlorierte ahphatische Kohlenwasserstoffe (z. B. Methylenchlorid), Dimethylsulfoxyd, Methylisobutylketon und Dialkyläther von Äthylenglykol oder Diäthylenglykol. In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, eine Lösung des Acylierungsmittels in einem Lösungsmittel, wie Benzol, zu einer Xösung eines Salzes der 6-Aminopenicillansäure in einem wäßrigen organischen Lösungsmittel (z. B. Äceton/Wasser) zuzugeben. In einem solchen Fall kann das Reaktionsmedium entweder in einer Phase oder in zwei Phasen vorliegen, was von der relativen Menge an Wasser und Aceton abhängt. Wenn ein Zweiphasenreaktionsmedium vorliegt, ist natürlich ein starkes Rühren bevorzugt.

CH,O

-CH-CH

-N-

CH₃

\
CH₃

CHCOOK

Methylbenzoat wurde mit Essigsäurenitril in Gegenwart von Natriummethylat entsprechend den Angaben von R. S. Long in »J. Amer. Chem. Soc«, 69, S. 992 (1947), kondensiert, wobei Benzoylacetonitril erhalten wurde.

Das Benzoylacetonitril wurde mit methanolischem Chlorwasserstoff unter Bildung des Hydrochloride des Iminomethylesters von Benzoylessigsäure entsprechend der Arbeitsweise von B. R ο t h und J. M. S m i t h in »J. Amer. Chem. Soc«, 71, S. 616 (1949), umgesetzt.

Der vorstehend genannte Iminoester wurde mit Schwefelwasserstoff in methanolischem Chlorwasserstoff umgesetzt und das Produkt mit wäßrigem Pyridin behandelt entsprechend den Anweisungen von J. Goerdeler und W. M i 111 e r in »Chem. Ben«, 96, S. 944 (1963), unter Bildung des Iminomethylesters von Thiobenzoylessigsäure. Diese Verbindung wurde anschließend mit Brom in einer Pyridin-Äthylacetat-Lösung unter Bildung von 3-Methoxy-5-phenylisothiazol oxydiert. Danach wurde die Verbindung zu 4-Brom-3-methoxy-5-phenylisothiazol bromiert. Die beiden letzteren Stufen wurden unter Befolgung der Anweisungen von Goerdeler und M i 111 e r (a. a. O.) durchgeführt.

Herstellung von 4-Cyan-3-methoxy-5-phenylisothiazol

Eine Mischung von 2,7 g (10 mMql) 4-Brom-3-methoxy-5-phenylisothiazol, 2,7 g (30 mMol) Kupfer (I)-cyanid und 4 ml Dimethylformamid wurde gerührt und 1 Stunde lang unter Rückfluß erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde mit 2 g warmem wäßrigem Natriumcyanid (in 6 ml) geschüttelt und mit 2 · 20 ml Äther extrahiert. Die vereinigten Atherextrakte wurden mit 10 ml 10%igem wäßrigem Natriumcyanid und 2 · 10 ml kaltem Wasser extrahiert und mit etwas Α-Kohle über Magnesiumsulfat getrocknet. Die Mischung wurde filtriert und der Äther auf einem Rotationsverdampfer und schließlich unter hohem Vakuum entfernt, wobei feine weiße Nadeln, 2,05 g (95%), F. = 98 bis 100⁰C, erhalten wurden.

^Carbamoyl-S-methoxy-S-phenylisothiazol

1,9 g (8,8 mMol) ^Cyan-S-methoxy-S-phenylisothiazol wurden in 10 ml konzentrierter Schwefelsäure gelöst und 12 Stunden .lang bei 50 bis 60⁰C gehalten. Danach wurde die Mischung in Eis und Wasser (500 ml) gegossen, und ein weißer Feststoff wurde abgetrennt. Der Feststoff wurde mit 2 -250 ml Äthylacetat extrahiert und die vereinigten Äthylacetatextrakte mit 3 · 20 ml kaltem Wasser gewaschen. Die Äthylacetatschicht wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und <las Äthylacetat auf einem Rotationsverdampfer entfernt; der Rückstand wurde mit einer Ausbeute von 1,9 g (92%) des Amids unter hohem Vakuum getrocknet, F. = 178 bis 180° C.

S-Methoxy-S-phenylisothiazoM-carbonsäure

Eine Lösung von 0,7 g (9,5 mMol) Natriumnitrit in 3 ml Wasser wurde tropfenweise zu einer kalten (0 bis 5°C), gut gerührten Lösung von 1,75 g (7,5 mMol) 'i-Carbamoyl-S-methoxy-S-phenylisothiazol in 15 ml einer 70°/₀igen Schwefelsäurelösung gegeben. Nach der Zugabe wurde die Mischung 30 Minuten lang bei Umgebungstemperatur und 20 Minuten lang bei 50 bis 60⁰C gerührt und anschließend über 250 ml zerstoßenes Eis gegossen. Der ausgefällte Feststoff würde filtriert, in 200 ml Methylenchlorid gelöst und die Lösung mit 3 · 20 ml kaltem Wasser extrahiert, über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und das Methylenchlorid auf einem Rotationsverdampfer unter Bildung von 1,7 g (97%) der rohen Säure entfernt. Die Umkristallisation aus Benzol—Hexan ergab 1,57 g feiner Nadeln, F. = 162 bis 163⁰C₁

In einem anschließenden Versuch wurde gefunden, daß es möglich ist, die Säure in guter Ausbeute ohne vorherige Isolierung des Amids herzustellen.

3-Methoxy-5-phenylisothiazol-4-carbonylchlorid

1,4 g (5,9 mMol) J-Methoxy-S-phenylisothiazoM-carbonsäure und 7 ml frisch destilliertes Thionylchlorid wurden 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt und das überschüssige Thionylchlorid auf einem Rotationsverdampfer entfernt. Das Produkt kristallisierte aus Hexan aus unter Bildung von 1,39 g (91%) des Säurechlorids, F. = 43 bis 45°C.

In einem anschließenden Versuch wurde das Säurechlorid destilliert, Kp. = 127 bis 128°C/0,2mm; 135 bis 136°C/0,8mm.

Kalium-6-[3'-methoxy-5'-phenylisothiazblcarboxamidoj-penicillanat

Eine unter Rühren gehaltene Suspension von 1,181 (5,46 mMol) 6-Aminopenicillansäure in 10 ml Wasser wurde mit n-Natriumhydroxyd auf einen pH-Wert von 7,2 eingestellt; es wurden 10 ml Aceton und anschließend 1,386 g (5,46 mMol) 3-Methoxy-5-phenylisothiazol-4-carbonylchlorid zugegeben. Die Mischung wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur und 1 Stunde bei O⁰C gerührt und der größte Teil des Acetons in einem Luftstrom entfernt. Die Mischung wurde mit 3 · 20 ml Äther extrahiert, und die vereinigten Ätherextrakte wurden mit 2'·. 10 ml kaltem Wasser gewaschen und 10 Minuten lang in einem Eisbad über Magnesiumsulfat getrocknet. Die Mischung wurde filtriert und eine Lösung von 2,5 Mol Kalium-2-äthyI-hexanoat in 2,2 ml Butanol auf einmal unter raschem Drehen des Kolbens zügegeben. Ein hellgelbes Wachs wurde abgetrennt. Die'überstehende Flüssigkeit wurde dekantiert und dias Wachs in der Mindestmenge an kaltem Methanol gelöst und durch Zugabe von Äther wieder ausgefällt. Die überstehende Flüssigkeit wurde durch Dekantieren entfernt und der wachsartige Feststoff in der Mindestmenge an kaltem Methanol gelöst, und diese Lösung wurde in einen unter Rühren gehaltenen Überschuß an Äther bei Eistemperatur gegossen. Es wurde ein hellgelber Feststoff erhalten, der durch Filtrieren gesammelt und unter einem hohen Vakuum bei Raumtemperatur über Phosphorpentoxyd getrocknet wurde. Die Ausbeute betrug 1,376 g (53%). Das Material enthielt eine Spur Methanol, und auf Grund des Dünnschichtchromatogramms, des kernmagnetischen Resonanzspektrums und des Infrarotabsorptionsspektrums wurde eine 90%ige Reinheit geschätzt.

Dieses Penicillin wies in vitro gegenüber Staph. aureus Smith eine Mindesthemmkonzentration von etwa 0,125 bis 0,25 mcg/ml, gegenüber den benzylpenicillinbeständigen Stahp. aureus BX-1633-2 von etwa 0,8 mcg/ml auf; bei Verabreichung an Mäuse in vivo wies es CD₅₀-Werte gegenüber S. aureus BX-1633-2 von etwa 45 mg/kg i. m. und 280 mg/kg

p. o. auf.

B e i s ρ i e 1 2

Technische Herstellung von KaIium-6-[3'-methoxy-5'-phenylisothiazol-4'-carboxamido]- penicillanat

Eine Suspension von 13,88 g 6-Aminopenicillansäure in 100 ml Wasser wurde durch Zugabe von n-Natriumhydroxyd unter starkem Rühren und Kühlen in Eiswasser auf einen pH-Wert von 7,2 gebracht. Zu der erhaltenen homogenen Lösung wurde eine Lösung von 16,29 g S-Methoxy-S-phenylisothiazol-4-carbonylchlorid in 100 ml reinem Aceton gegeben.

Das Eisbad wurde entfernt und die Mischung 1 Stunde bei Raumtemperatur kräftig gerührt. Etwa die Hälfte des Acetons wurde durch Vakuumdestillation bei weniger als Raumtemperatur entfernt. Das sich abscheidende dicke Öl wurde mit Äther extrahiert und die Lösung kurz über Magnesiumsulfat getrocknet. Die filtrierte Lösung wurde in eine kräftig gerührte Lösung von 2,5molarem Kalium-2-äthylhexanoat in 25,7 ml 1-Butariol gegossen. Der sich abscheidende wachsartige Feststoff wurde durch Dekantieren isoliert und in der Mindestmenge Methanol (etwa 100 ml) gelöst. Diese Lösung wurde unter Rühren in 1,51 Äther gegossen. Der Niederschlag wurde isoliert und die Arbeitsweise noch einmal wiederholt, wobei 23,0 g (78% Ausbeute) eines schwachgelben Feststoffes erhalten wurden. Das Infrarotabsorptiohsspektrum und das kernmagnetische Resonanzspektrum bestätigten die ihm zugeschriebene Struktur.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. KaIium-6-[3'-methoxy-5'-phenylisothiazol-4'-carboxamido]-penicillanaf der Formel

CH₃O- Il NH- CH₃ N
\_s/ > -CH pC — /Sn -CH \ /
C

CH₃

C-N CHCOOK

0 .

2. Verfahren zur Herstellung der> Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise 6-Aminopenicillansäure oder eines ihrer Salze mit etwa einer äquiniolaren Menge eines Acylierungsderivats der 3-Methoxy-5-phenylisothiazoI-4-carbonsäure der -Formel '■·■['