DE1932505C3 - Racemisches oder optisch aktives γ-Lactam der 6H, TH-cis^-p-Aminophenylacetamido-Saminomethyl-ceph-3- em-4-carbonsäure und ihre Salze sowie ein Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das racemische oder optisch aktive /-Lactam der bll,7H-cis-7-p-Amiiio|)henylaceia mido-3-a m i nonn: t h vice ph-3-em-4-cai bonsäure der Formel I

CH,

säure gewünschtenfalls durch Behandlung mit einer anorganischen oder organischen Base in das racemisuie oder optisch aktive /-Lactam der 6H,7H-cis-7-p-Aminophenylacetamido-3-aminomethyl-ceph-3-em-4-carbon säure überführt.

Das Ausgangsprodukt des erfindungsgeniälJen Verfahrens, die Verbindung der Formel Il

und ihre Salze mit anorganischen oder organischen Säuren sowie ein Verfahren /ur I leistellung dieser Verbindungen.

Das erl'inilungsgemäße Verfahren /ur Herstellung des racemischen oder optisch aktiven j·-Lactams der bl l,7H-ci.s-7-p-Aiiiiii(ipheii>lacetamido- 3-aminomethyleeph-3-em-4-carbonsäure und seiner Salze mit anorganischen oder organischen Säuren ist dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise das racemische oder optisch aktive -/-Lactam der hl 1.71 l-cis-7-Amino-3-aminometliyl-cepli-3-eni-4-carbons;iure der Einwirkung w>n p-Nitrophen\lessigsäure oiler eines funktionellen Derivats dieser Säure unterwirft, das erhaltene racemische oder optisch aktive /-Lactam ilei bl 1.71 l-cis-7-p-Niiroplten>laceta!iiido- 3-aminomethylceph-3-em-4-carbonsiiiire in saurem Medium einer kuialytisch'.Mi ! !yi.|ii<;rnn^ iinirrwii Ii iiiul d;is i-rhaliem· Salz des racemischen oiler optisch aktiven y-l.acianr. tier b11,71 i-cis-p-Aminophenvlacelamido- 3-aminoiiiethyl-ceph-3-em-4-carbonsäure li\l-ceph- 3-em-4-carbon-H H

Η,Ν-t—j
O J fs

(in

NH

erhält man durch eine in der DT-OS 19 32 504 derselben Anmelderin vorgeschlagene Totalsynthese.

Gemäß diesem Verfahren setzt man eine Aminosäure der Formel III

11,N-CH₂-CH, COOH

mit Benzylalkohol in Gegenwart eines sauren Mittels der Formel XH um, in der X ein Halogen-, Schwefelsäure- oder Sulfonsäure-Anion ist. erhält ein Estersalz der Formel III'

X H₁N CM₂ CH₂-COO-CH₂C₁₁H₅(III)

das man mit einem Oxalsäure-alkyl- oder -aralkylester kondensiert, erhält 2.J-Dioxopyrro!idin-4-earbonsäurebenzylesterder Enolformel IV:

40 COO --CH,-QIl₅

(IVl

-NH

der durch Hydrogenolyse das entsprechende 4-Carboxylderivat der Formel IV:

HO
O

COOH

--NlI

(IV)

liefert, unterwirft diese Verbindung einer Aminomethy lierung nach Mannich, erhält ein 2,J-Dio\o-4 ss (R'.R")-aminomethylpyrrolidin der allgemeinen For met V:

R"

CIL N

HO :

O ' Ml

in der R' und R" Mk>l- oder \nilk\lresic darstellet oiler zusammen ilen Rest eines I lcteroi-\cliis bilder

>ei/t in dieser Verbindung die substituierte Amm ippe

R'

R"

rch eine Thioacylgruppe, erhält cm 2.i-Oio\o-4-ac\l iomeihylpyrrolidin der allgemeinen Formel VL

CH₁SAc

kann, dessen Carboxylgruppe man durch Einwirkung eines sauren Mittels in Freiheit setzt, erhält ein •/-Lactam der .?-(\-Carboxy-\-aminomethyl)-5-uinino methy 1-2,3-dihydro-1 ,S-thiu/in^-earbonsäure der Formel IX:

H₁N

HCM)C

CW

(IX)

HN
C)-

—NH

HC)
C) -L-

IVI)

der Ac den Acylrest darstellt, sct/i die Thiolfimkiion .irch saure Alkoholyse in Freiheit, erhiilt ein Mereapin der Formel VI':

CH₁SH

(Vl)

.ondensiert let/tores mit einem Enamin der
ien Formel VIl:

Y C

CH NH,

CC)C)R

(VII)

das in Form der Threo- und Erythro-Isomeren vorliegen kann, das man mit einem Tritylierungsinittel behandelt, erhält ein y-Lactam der 2-(A-Carbo\y-.\-tritylamino-

inet hy I)-5-aminomet hy 1-2,3-dihydro-l,i-t hia/in-4-carbonsäureder Formel IX':

in der R einen Niedrigalkylrest oder einen Niedngaralkylrest darstellt und Y eine linido- eitler eine Aeyianiinogruppe bedeutet, worin die llc/cichiuing »Acyl« für den Rest einer niedrigorganischen Carbonsäure steht, erhält ein j'-Lacwim der 2-(\-R-O\\carbo-

nyl-A-Y-nieihyl)-^-i>tiiino:iiLHliyl-2.1-ilihjdrt)- l.i-ihiii-/in-4-carbonsäiire,der allgemeinen Formel VHL

1(',,IU₁C-NII

HOOC

HN

()■

(IX)

Nl!

das in Form der Threo- und Erythro-lsonieren vorliegen kann, wandelt das Erythro-Isomere durch Behandlung mit einem alkalischen Mittel in das Threo-lsomere um, unterwirft das Threo-lsomere der Cyclisierung durch Einwirkung eines Dialkyl- oder Dicyclo-alkyl-carbodiimides, in Gegenwart eines polaren Lösungsmittels und eines tertiären Amines, erhält das y-Lactam der

DL-bHJH-cis^-Tritylamino-J-aminomethylceph^- em-4-carbonsäure der Formel X:

(C₁₁H)₁C' HN 1

O '

I
N

(X)

-NH

CH

ROCK

MN_n/\

(VIII)

j
NH

das in l'orm eines Threo- und l-'ryihro-lsomerengemisches oder in Form eines der beiden vorliegt, irenni die Imido- oder die Acylaminogruppc. Y. clinch e neu I unktionsausiausch mil Hilfe \on lUdra/ni. durch eine saure Hydrolyse oder durch eine I l\drogenol>se. ab erhält das entsprechende j'-l.aciam der allgemeinen lormel VIII¹:

I, N

ROOC

CII

(VHl)

HN
O

Ni i

il.is in I οι in der Ihreo und 111" s ihm Isomeren \ οι heuen dessen Triphenylmeihylrest man durch Ein virkung eines sauren Mittels abspaltet, und erhält das j·-Lactam der Dl.-bH,7H-cis-7-Amino-3-aminomeihylceph-i-em-4-carbonsäureder Formel Il

H Il

ILN
C)

S ..

das man gegebenenfalls mit Hilfe einer optisch aktiven organischen Carbonsäure oder Stilfonsäure spaltet und isoliert das gewünschte optisch aktive Derivat.

Beim crfindiingsgcmälk'ii Verfahren kommt als lunklionelles Derivat der ρ Nitrophcnvlessigsäure beispielsweise das Anh\drid oder ein Halogenid, wie das Chlorid. 111 I rage.

\~><:ϊ erliüduugsgemäll er/ieltc technische I ortsc'intt ist ,ms den nachstehenden Vergleichsversuchen /11 entnehmen.

I'jleiitannieldung Nr. fa 71 2bO in der Südalrikanischen Union, veröffentlicht 14b7 und hek;mni unter dem

Die erlindungsgemülk· Verbindung -'-Lactam der I rcinamen »Cephalexin«, und mil der 7-(D-vAmiim

l bhb i

Versiiehsherichi

l.( Λ J-bH.rH-cis^-fp-Aminophcin !acetamido)-3 ami nomethvl-ceph^ cm^-carbonsaui-J (freie Hase = Yer

pheinlact-tamido) cephalo'-poiansäure. beschrieben in der niederländiselu-n l'alcnianmeldung Nr. b7 14 442.

p (

bindung Ii) wurde hinsichtlich ihrer antibakteriell! veröffentlicht am 21 April 14b8 tiiut bekanni unter dem Ligcnschaften mit der 7-( \-Aminopheiiv laceiamiilu)- j I reinaiiieii »Cephalnglvcin«·. verglichen.

inelh\l-ieph-3-em-4-eaib<)nsaiire. besehrieben in der

Λ. Antibakiei ielle Aktiv iiäi in \ in ο

I) Hei pH 7 in einem Milieu, erhallen durch Zugabe von I 7.1 ^ einer Mischung aus 1.5 μ Kindfleischcxtrakl. 1.5g llelee\lral.t. 5g l'epton. Ig Dextrose, 3.5 μ Natriumchlorid. i.b.S υ Dikalitimphosphal und 1.32 g Moiiokaliuin phosphat zn I Liter destilliertem Wasser und Sterilisation

Die i jgebnisse werden ausgedrückt in minimalen I U';nmkon/entraiionen (;'<ml) nach 24 oiler 48 Stunden Inkuha tions/eit:

l'enicilliuempiindlieher Staphxlococcus aiireus

l'enicillinresistcuier Staphslococcus auieiis 0.4

24 SuI. 0.0)

iii; K ( ephakun

W SuI. 24 SuI. 4K Stil.

(Ί·ρ1ι;ιΙ»ι>;Ι.Μ·ίιι

24 Sid 4K SuI.

2 40

5 40

2) Selber Stamm wie vorstehend und selbes Milieu, jedoch lintel /iisal/ von 5"ί. nieiisihlichen Albumins

I'enicillinsensiblei· Staphylococcus aiireus I'enicillinresisleiiler Slaphvlococciis aiireus

Verbindung Ii
24 SnI.

0.2
I

4« SnI

0.4
20

( eplialexin

24 SuI. 4« SnI.

3) Selber Stamm wie vorstehend und selbes Milieu, jedoch unter Zusai/ von 10% menschlichen Serums

IfIt! B

l'enicilliiisensibler Staphvlococcus aiireus l'enicillinresistenier Staphvlococcus aiireus

2-1 Sui.

0.2
I

4K SuI.

0.4
IO

(Vphalcxin
24 SnI.

4H SuI.

2 5

4) Hei pll 7.K in einem Milieu, erhalten durch Zugabe von 30g einer Mischung aus 500·! Kindeiher/inliisum, 20g N en pe ρ ι on. 2 j· De \ linse. 2 g Natriumchlorid. 0,4 g Di natrium phosphat und 2.5 g Natriumcarbonat /ii I Liter destilliertem Wasser und Sterilisation

Wrhiniliiiij! I!

24 SuI. 4K Sill.

Streptococcus liämoh ticus
(kimischer Stamm)

O.(i

1,5

('"phnlcxin

24 SuI. 4Κ Stil.

1 ]

('cphaloglvcin

24 SuI. 4Η Sill.

")) Hei pll 7 in einem Milieu, erhallen durch Zugabe von 17.3g einer Mischung aus 5g IVplon. 1.5g Heleextrakl. 1.5 g Kindlleischexiiaki. I g Dextrose. 3.5 g Natriumchlorid. S.bK g Dikaliuinphospbat und 1.52 g Moiiokaliiimphos phiii /u 1 l.iiei ilestillierlem Wasser und Sterilisation

VrlllMlllllMg H

( L'pllillllglvi III

2Ί Sl:!

·!.". Stil.

Hai illiis siibtilis

(1.(12

IMP

· <i I

20

B. Versuche zur Toxizität der Verbindung B

Die Toxizitätsversuche wurden durchgeführt bei oraler Verabreichung an Ratten über 4 Wochen bei täglichen Dosen von 120 und 600 mg/kg (6 Verabreichungen pro Woche).

Die Ergebnisse sind folgende:

a) Es wurde keine Mortalität registriert.

b) Der allgemeine Zustand, das Aussehen und das Benehmen der Tiere sind zufriedenstellend. Keine Störung der Verdauungswege. Kein merklicher Unterschied des Nahrungsmittelverbrauchs.

c) Die Gewichtszunahme ist identisch mit der von Vergleichstieren.

d) Biochemische Untersuchungen des Blutes und des Urins: Normaler Befund.

e) Untersuchungen der Organe bei der Autopsie (Leber, Nieren, Thymus...): Keine makroskopische Schädigung ist sichtbar. Bei einer Dosis von 120 mg/kg wurden ein überhöhter Thymus (1 Ratte auf 10) und eine unilaterale Nephritis (I Ratte auf 10) festgestellt.

Aufgrund der auf die chronische Toxizität zurückzuführenden Schwachheit der Ratten können diese Ergebnisse nicht notwendigerweise einer Toxizität des Produktes zugeschrieben werden.

Beispiel

Herstellung des γ-Lactams der L(+)-6H,7H-cis-7-(p-Aminophenylacetamido)-3-aminomethyl-ceph- 3-em-4-carbonsäure

a) Man mischt unter Rühren und unter Stickstoff 30 ecm Nitromethan, 3,65 g p-Nitrophenylessigsäure und 2,25 g Dicyclohexylcarbodiimid; man rührt 1 Stunde lang weiter, fügt 1,055 g y-Lactam der L( + )-6H,7H-cis-7-Amino-3-aminomethyl-ceph-3-em-4-carbonsäure und 2 Tropfen Pyridin hinzu und rührt 15 Minuten lang bei Raumtemperatur weiter; man saugt ab und gewinnt 1,75 g Rohprodukt, von dem man 0,67 g in 4 ecm Dimethylsulfoxyd aufnimmt, absaugt und in Äthanol umkristallisiert; man erhält 0,43 g y-Lactam der L(+)-6H,7H-cis-7-(p-Nitrophenylacetamido)-3-aminomethyl-ceph-S-em-i-carbonsäure.

Das Produkt liegt in Form farbloser Kristalle vor, löslich in Dimethylformamid, unlöslich in Wasser und Äthanol; sein Schmelzpunkt liegt oberhalb 250⁰C.

b) Man mischt unter Rühren 900 mg Aktivkohle, 0,75 ecm einer 20%igen wäßrigen Palladiumchloridlösung und 10 ecm Wasser und leitet einen Wasserstoffstrom bis zur vollständigen Reduktion des Palladiums hindurch, man saugt die Kohle ab und wäscht sie mit Wasser bis zur Neutralität der Waschwässer. Man suspendiert die so erhaltene Palladiumkohle in 10 ecm Dimethylformamid mit 980 mg y-Lactam der L( + )-6H,7H-cis-7-(p-Nitrophenylacetamido)-3-aminomethylceph-3-em-4-carbonsäure und 3 ecm 1 n-Chlorwasserstoffsäiare unter Rühren und leitet bei Raumtemperatur 2 Stunden lang einen Wasserstoffstrom hindurch; man filtriert den Katalysator ab, saugt ihn ab, spült das Filter mit 5<)%igem wäßrigem Äthanol, das 1 Tropfen Chlorwasserstoffsäure enthält und engt die vereinigten Filtrate im Hochvakuum ein, nimmt den trockenen Rückstand in Äthanol auf, filtriert, wäscht den Rückstand mit Äthanol, dann mit Äther und trocknet. Man erhält 875 mg Hydrochiorid des y-Lactams der produktes, löslich in Wasser, unlöslich in Alkohol Schmelzpunkt oberhalb 25O°C. Ausbeute: 88%. (Drehwert[a] g> = +147± 3" (c=0,7%. Dimethylformamid). Behandelt man das oben erhaltene Hydrochiorid mit einer anorganischen oder organischen Base, so erhält man das y-Lactam der L( + )-6H,7H-cis-7-(p-AminophenylacetamidoJ-S-aminomethyl-ceph-S-em^-carbonsäure. F = 260°C;,[«] ?>+145,5° ±2,5.

Arbeitet man auf gleiche Weise, wobei man als Ausgangsmaterial das y-Lactam der DL-6H,7H-cis-7-Amino-S-aminomethyl-cephO-em^-carbonsäure verwendet, so erhält man das Hydrochiorid des y-Lactams der DL-6H,7H-cis-7-(p-Aminophenylacetamido)-3-aminomethyl-ceph-3-em-4-carbonsäure erhält, dessen Schmelzpunkt oberhalb 250° C liegt.

Die Ausgangsverbindung der Formel II wird wie folgt hergestellt:

Stufe A

p-Toluolsulfonat des |i-Alaninbenzylesters; IH mit X=p-Tuluolsulfonyl

In einer Apparatur, die mit einem Wasserabscheider für die azeotrope Entfernung mit dem Lösungsmittel von in der Reaktion gebildetem Wasser versehen ist, erhitzt man die folgende Mischung 5 Stunden lang:

-jS-Alanin	89 g
-p-Toluolsulfonsäure-monohydrat	210 g
Benzylalkohol	450 ecm
Tetrachlorkohlenstoff	500 ecm

( Jtp
nomethyl-ceph-3-em-4-carbonsäure in Form eines FestWährend dieser Zeit trennte man ungefähr 45 ecm Wasser ab. Die Reaktionsflüssigkeit wird anschließend durch Destillation im Vakuum auf ein kleines Volumen eingeengt; man kühlt ab und kristallisiert das gebildete Produkt in Äther. Man kühlt in Eis, saugt ab, trocknet und gewinnt 350 g Kristalle, Fp.= 142° C (entspricht einer quantitativen Ausbeute).

Das erhaltene Produkt ist identisch mit dem von Nobuo Y ζ u m i y a et coll., Nippon Kagaku Zasshi 78, 662 (1957) beschriebenen Produkt

Stufe B
2,3-Dioxo-pyrrolidin-4-carbonsäure-benzylester, IV

Man trägt 225 g Kalium-tert.-butylat in 900 ecm wasserfreies Benzol ein, fügt 500 ecm Benzylalkohol hinzu, kühlt die Mischung mit einem Eis/Methanol-Bad und gibt ohne dabei 30° zu überschreiten, 351 g ß- Alanin-benzylester-p-toluolsulfonat hinzu.

Andererseits löst man 300 g Oxalsäurebenzylester in 600 ecm heißem Benzol, läßt auf Raumtemperatur zurückkommen und neutralisiert die geringe Aziditäi der Lösung durch Zugabe von 0,4 ecm Triäthylamin Diese Lösung wird zu oer weiter oben gebildeter Mischung gegeben und dabei immer im Kühlbac gehalten. Man erwärmt wieder auf Raumtemperatui und bringt 5 Stunden lang zum Rückfluß.

Man verjagt das Benzol im Vakuum, fügt nacheinan der zuerst 21 Wasser, das 15 ecm Essigsäure emhäli dann 1,51 Isopropyläther und schließlich liOccn konzentrierte Chlorwasserstoffsäure hinzu (gerade, bi man pH 1 erhält). Man stellt in Eis, wobei mai 2V2 Stunden lang rührt. Man saugt ab, wäscht mi Wasser, mit Isopropyläther und kristallisiert um, inder man in Dimethylformamid löst und mit Wasser ausfäll Man erhält 130,5 g (ca. 56%) Produkt, Fp. = 186°(

709 636/«

löslich in Alkoholen, Äther und Aceton, unlöslich in Benzol und Wasser.

Analyse: Ci₂H 11O4N = 233,24:

Berechnet: C 61,8, H 4,76, N 6,01%;
gefunden: C 62, H 5,1, N 63%.

IR-Spektrum:

zwei Maxima im Gebiet der Carbonylabsorption 1729 cm-' und 1693 cm-'

Absorption in dem Gebiet der assoziierten OH/NH, Anwesenheit monosubstituierter Aromaten.

Stufe C

^-Dioxo-pyrrolidin^-carbonsäure, IV
a) Herstellung des Hydrierkatalysators

Man rührt unter Wasserstoffatmosphäre eine Suspension von 0,8 g Tierkohle in 4 ecm einer wäßrigen 2°/oigen Palladiumchloridlösung. Nach der Sättigung des Katalysators saugt man ihn unter Luftabschluß ab und spült mehrmals mit wasserfreiem Dimethylformamid.

b) Hydrierung

Man löst 9,32 g W-Dioxo-pyrrolidin^-carbonsäurebenzylester in 50 ecm wassert reiem Dimethylformamid und fügt den oben hergestellten Katalysator hinzu. Man setzt das Gänze unter Wasserstoffatmosphäre und rührt dann, wobei man von Zeit zu Zeit kühlt, um jegliche merkliche Temperaturerhöhung zu vermeiden. Man filtriert, fügt 500 ecm Isopropyläther zum Filtrat, saugt ab und trocknet

Man erhält 4,618 g (ca. 96%) Produkt, das man so wie es ist, für die weitere Synthese verwendet Zwecks Analyse föst man es erneut in 6 Volumina Dimethylsulfoxyd und 4 Volumina Methanol. Man filtriert und fügt erneut 4 Volumina Methanol hinzu. Es bildet sich ein; weißer Niederschlag, den man absaugt und trocknet. Ausbeute bei Reinigungsoperation: 60%.

Das Produkt liegt in Form weißer Kristalle vor, wegen Decarboxylierung wenig beständig. Es ist löslich in Dimethylsulfoxyd und Dimethylformamid, un'öslich in Isopropyläther und Wasser.

IR-Spektrum (in gereinigtem Paraffinöl): "

Absorption im Gebiet von assoziiertem OH/N H;

Komplexe und starke Absorption im Carboxylgebiet: Schulter 1708 era-' max 1677 cm-'.
Analyse: C₅H₅O₄N:

Berechnet: C 41,96, H 3,52, N 9,79%;

gefunden: C 41,7, H 3.8, N 9,9%.

Stufe D

Hydrochlorid des 2,3-Dioxo-4-morpholinomethyl-

pyrrolidins,
V mit R' + R" = -CH₂CH₂-O-CH₂-CH₂-

Man fügt 2 Tropfen 1 n-Chlorwasserstoffsäure zu 10 ecm einer Morpholinhydrochloridlösung, hergestellt durch Neutralisation von 8,71 g Morpholin mit konzentrierter Chlorwasserstoffsäure und Zugabe von 50 ecm Wasser. Man gibt 2 ecm 30%igen Formaldehyd hinzu, dann trägt man 2,83 g 2,3-Dioxo-pyrrolidin-4-carbonsäure ein. Die Reaktionsmischung wird unter Rühren 30 Stunden lang auf 60 bis 65° erhitzt Man dampft zur Trockne ein und kristallisiert den Rückstand in Äthanol um. Man erhält 2,986 g Produkt, das für die weitere Synthese direkt brauchbar ist

Zwecks Analyse löst man das Produkt in 1 Volumen heißem Wasser und fügt 3 Volumina Äthanol hinzu. Man stellt in Eis, saugt ab und erhält mit einer Ausbeute von 80% ein Produkt, das in Form weißer Kristalle vorliegt, wenig löslich in Äthanol und Äther, löslich in Wasser.

Analyse: C₉H₁₅O₃N₂Cl = 234,7:

Berechnet: C 46,06 H 6,44, N 11,94, Cl 15,11%;
gefunden: C 45,8, H 6,4, N 11,8, Cl 15,2%.

IR-Spektrum (in gereinigtem Paraffinöl):

Absorptionsbanden bei 3210 cm-¹ und 3,6 biis 4,1 μ; Triplett im Carbonylgebiet: 1711cm-¹; 1691cm-'; 1664 cm-¹.
Soweit bekannt, ist diese Verbindung in der Literatur nicht beschrieben.

Das Hydrochlorid des 2,3-Dioxo-4-morphalinomethyl-pyrrolidins kann man, ausgehend von 23-Dioxopyrrolidin-4-carbonsäure-benzylester, ohne Isolierung der intermediären freien Säure auf folgende Weise erhalten:

Man trägt 30,33 g 2,3-Dioxo-pyrrolidin-4-carlbonsäure-benzylester in 300 ecm Dioxan mit 10% Wasser ein, erwärmt leicht, um das Produkt zu lösen, fügt 3 ecm Tierkohle und 1 ecm einer 20%igen wäßrigen Palladi-

umchloridlösung hinzu, man setzt unter Wasserstoffatmosphäre und rührt sehr energisch. Innerhalb 1 Stunde und 40 Minuten wurden 2700 ecm Wasserstoff aufgenommen (theoretisches Volumen 2912 ecm). Man kühlte ab, spülte mit Stickstoff, dann bringt man 130 iDcm der

wie folgt zusammengesetzten Mischung ein:

Man erwärmt die Reaktionsmischung auf ungefähr 50° und fängt innerhalb 1 Stunde 2325 ecm Kohlendioxydgas auf. Theoretisch müßte die gleiche Kohlendioxydmenge entstehen, wie die anfangs in der Reaktion absorbierte Wasserstoffmenge. Man erwartet daher

hier höchstens die Entwicklung von 2700 ecm Kohlendioxydgas. Man rührt leicht einige Minuten lang, filtriert und dampft im Vakuum zur Trockne ein. Der Rückstand kann so wie er ist, für die weitere Synthese verwendet werden.

so Zwecks Analyse teigt man das erhaltene Produkt mit Äthanol an, spült mit Äther, trocknet und erhält mit einer Ausbeute von 63,5% ein Produkt, das mit dem weiter oben beschriebenen identisch ist

Morpholin	♦3,5 g
Wasser	1100 ecm
Konzentrierte
Chlorwasserstoffsäure	40 ecm
1 n-Chlorwasserstoffsäure	15 ecm
Formaldehyd	50 ecm
Wasser zum Auffüllen auf	500 ecm

Stufe E

2,3-Dioxo-4-acetyl-thiomethyl-pyrrolidin,
VI mit Ac = Acetyl

In einen in einem Eis/Methanol-Bad gekühlten

Behälter gibt man 140 ecm Wasser, 24 g Mononatrium-

phosphat, 60 ecm Thioessigsäure und 67,2 g Natriumbi-

carbonat, rührt 5 Minuten lang, dann gibt man 46,8 g

W-Dioxo^-morpholino-methyl-pyrrolidin-hydrochlo-

rid hinzu. Die Reaktionsmischung wird 3V₂ Stunden

lang bei Raumtemperatur gerührt unter Zugabe von ein

wenig Äther nach einer halben Stunde, um die sich

bildenden Schäume zu beseitigen. Durch Zugabe von

80 ecm konzentrierter Chlorwasserstoffsäure säuert

man anschließend auf pH 1 an und verjagt den Thioessigsäureüberschuß durch Verdampfen im Vakuum.

Man filtriert und bewahrt das Filtrat auf. Das abgesaugte Produkt wird mit Wasser gewaschen, dann löst man es in 150 ecm heißem Chloroform, man dekantiert das im Produkt enthaltene Wasser und extrahiert die wäßrige Phase mit Chloroform. Die vereinigten organischen Phasen werden über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird mit Äther angeteigt und Siefert 25 g (ca. 67%) Produkt, Fp. = 136°.

Andererseits extrahiert man das oben erhaltene Filtrat mit Chloroform, trocknet die Extrakte über Natriumsulfat, filtriert und dampft im Vakuum zur Trockne ein. Der Rückstand wird in einer Mischung aus 10 ecm Äthylacetat und 10 ecm Äther gelöst. Man läßt eine Nacht lang im Eisschrank stehen, saugt ab und erhält 2,5 g Produkt, das mit demjenigen der ersten Fraktion identisch ist. Gesamtausbeute: 72,5%.

Das Produkt ist ohne weitere Reinigung für die weitere Synthese brauchbar.

Zwecks Analyse kristallisiert man es in Äthylacetat um, der Schmelzpunkt bleibt konstant. Es liegt in Form weißer Kristalle vor, löslich in Wasser, wenig löslich in 2s Äther und Äthylacetat.

Analyse: C₇H₉O₃NS = 187,21:

Berechnet: C4431, H 4,85, N 7,49, S 17,13%;
gefunden: C 44,7, H 4,9, N 7,6, S 17,1%.

UV-Spektrum:

a) in Äthanol/Chlorwasserstoffsäure 0,1 n, max. 225πιμ·,Ε;?. = 666.

b) in Äthanol/Natriumhydroxyd, 0,1 n, max. 251 mu, El* =564.

40

45

IR-Spektrum (in Chloroform):
Carbonylabsorption max. 1689 cm-'
schlanke NH-Bande bei 3460 cm-'
OH max. gegen 3210 cm-¹.

Stufe F

y-Lactam der 2-[a-tert.-Butoxycarbonyl-«-phthalimidomethyl]5-aminomethyl-2,3-dihydro-1,3-thiazin-4-car-

bonsäure, VIII, mit R = t.-But. und

Y = Phthalimido

Man löst 16,72 g ^-Dioxo^-acetyl-thiomethyl-pyrrolidin in 300 ecm einer methanolischen Lösung mit 5% p-Toluolsulfonsäure und bringt 2Ui Stunden lang zum Rückfluß. Anschließend läßt man die gebildete Mischung auf Raumtemperatur zurückgehen, kühlt auf — 50° ab und gibt tropfenweise 39,5 ecm einer 2n-Lösung von Ammoniumacetat in Methanol hinzu. Man gibt anschließend unter Stickstoffatmosphäre 30 g des Enamins von Phthalimido-malonaldehydsäure-tert.-butylester und läßt einige Minuten lang bei Raumtemperatur unter Rühren stehen. Man verdampft die Lösungsmittel durch Destillation im Vakuum, nimmt den Rückstand in wasserfreiem Benzol auf und erhitzt ihn 12 Stunden lang unter kontinuierlicher Wasserabscheidung am Rückfluß. Man nimmt den Rückstand, der im wesentlichen aus dem Erythro-lsomeren gebildet wird, in 200 ecm Methanol auf und saugt die Kristalle ab. Man reinigt, indem man nacheinander in Wasser, Methanol und Äther anteigt, in Dimethylformamid löst und Methanol zugibt.

Man erhält 16,6 g (ca. 40%) Produkt, Fp. = 250°, das in Form weißer Kristalle vorliegt, löslich in Methanol/ Chloroformgemisch, wenig löslich in reinem Methanol, unlöslich in Benzol und Äther.

Analyse: C20H21O5N3S =415,47:
Berechnet: C 57,8, H 5,10, N 10,11, S 7,72%; gefunden: C 57,7, H 5,4, N 9,9, S 7,9.

Stufe G

y-Laclam der 2-[a-tert.-ButoxycarbonyI-«-aminomethylhydrochlorid]5-aminomethyl-2,3-dihydro- 1,3-thiazin-4-carbonsäure, VlH' (Hydrochlorid)

mit R = t.-But.

Man trägt 16,6 g γ-Lactam der 2-(«-tert.-Butoxycarb-

onyl-a-phthalimidomethyl)-5-aminomethyl-2,3-dihydro-l,3-thiazin-4-carbonsäure in 32 ecm Dimethylformamid ein, dann gibt man sehr langsam unter Rühren und unter Stickstoffatmosphäre 22 ecm einer 2m-Lösung von Hydrazinhydrat in Dimethylformamid hinzu und rührt 30 Minuten lang bei Raumtemperatur. Anschließend gibt man im Abstand von 30 Minuten 44 ecm 1 n-Chlorwasserstoffsäure hinzu, rührt 30 Minuten lang, kühlt dann in Eis und filtriert Das Filtrat wird im Vakuum zur Trockne eingedampft und der Rückstand, gelöst in 30 ecm Wasser, wird mit Tierkohle behandelt. Man filtriert, dampft zur Trockne ein und kristallisiert das erhaltene Produkt in Methanol. Man wäscht mit Äther und erhält 12,5 g (ca. 97%) Produkt, das obwohl es ein Gemisch der Threo-Erythro-Isomeren darstellt, nichtsdestoweniger so wie es ist, für die weitere Synthese brauchbar ist

Nötigenfalls kann man die Bestandteile der Mischung durch fraktionierte Kristallisation in Methanol mit 20% Wasser, worin das Erythro-Isomere das weniger lösliche ist trennen. Die beiden stereoisomeren Threo- und Erythro-Hydrochloride können kaum durch ihre IR- oder UV-Spektralcharakteristika unterschieden werden, jedoch bei der Dünnschichtchromatographie erscheint die Erythroform als die beweglichste (Kieselgel-Träger GF 254 3/10 m/m Eluierungsmischung Äthylacetat 60%, Äthanol 20% Wasser 20%).

Aus jedem reinen stereoisomeren Hydrochlorid (oder aus ihrer Mischung) wurde durch Auflösen im Minimum einer wäßrigen Natriumbicarbonatlösung die freie Base in Freiheit gesetzt (oder die Mischung der freien Basen), die man mit Äthylacetat extrahieren kann.

Stufe H

y-Lactam der 2-(a-Carboxy-a-tritylamino)-methyl-5-aminomethyl-2,3-dihydro-1,3-thiazin-4-carbonsäure

1. y-Lactam der 2-(a-Carboxy-a-aminomethyl)-5-aminomethyl-2,3-dihydrol,3-thiazin-4-carbonsäure, IX

Man trägt 12,88 g des Threo- und Erythro-lsomeren gemisches, das dem y-Lactam der 2-(a-tert.-Butoxycar bonyl-aminomethyl-hydrochlorid)-5-aminomethyl-2,3-dihydro-l,3-thiazin-4-carbonsäure entspricht, ii 320 ecm Nitromethan ein, das mit gasförmiger Chlor wasserstoffsäure gesättigt ist und mit einer Eis/Metha nol-Mischung gekühlt wird. In die gebildete Suspensioi leitet man einen Strom gasförmiger Chlorwasserstoff säure 50 Minuten lang ein, und verjagt dann di Chlorwasserstoffsäure im Vakuum.

2. y-Lactamder2-(«-Carboxy-&-tritylamino-

methyl)-5-aminomethyl-2,3-dihydro-

l,3-thiazin-4-carbonsäure, IX'

Man bringt die oben erhaltene Mischung unter Stickstoffatmosphäre kühlt in einem Bad aus Eiswasser und leitet 28 ecm Triäthylamin und 24 g Tritylchlorid in 80 ecm Methylenchlorid ein. Man läßt bei Raumtemperatur unter Stickstoff eine Nacht lang stehen und dampft im Vakuum zur Trockne ein. Man löst den Rückstand in einem Gemisch aus 200 ecm Methanol und 200 ecm Methylenchlorid und fügt 16 ecm Essigsäure hinzu. Man engt auf das halbe Volumen ein, rührt eine halbe Stunde lang bei Raumtemperatur, saugt ab, trocknet und erhält 7,161 g (ca. 38%) des tritylierten Produktes, praktisch reine Threo-Form.

3. Isolierung des Erythro-Isomeren

Man behandelt die oben erhaltene Mutterlauge mit Tierkohle, filtriert und engt im Vakuum auf dem Wasserbad zur Trockne ein. Man löst das rückständige öl in 200 ecm Äther, fügt tropfenweise 20 ecm Wasser hinzu und rührt 4 Stunden lang bei Raumtemperatur unter Stickstoffatmosphäre. Man saugt ab, wäscht mit Äther, dann mit Wasser und erhält 8,368 g des tritylierten Produktes, Erythro-Form, die ein wenig Threo-Isomeres enthält.

4. Isomerisierung der Erythro-Form
in die Threo-Form

Man suspendiert 8,368 g des tritylierten Derivates der Erythro-Form in 170 ecm Methanol, kühlt auf 10° ab, fügt 11,8 ecm einer 3,4 n-wäßrigen Lithiumhydroxydlösung hinzu, hält 3 Minuten lang bei Raumtemperatur. Man fügt anschließend Essigsäure (ungefähr 2,5 ecm) bis zur Erzielung eines schwachsauren pH-Wertes hinzu und erhitzt dann 10 Minuten lang in einem Bad von 60°. Man saugt ab, wäscht mit Methanol und erhält 4,728 g des tritylierten Derivates der Threo-Form.

Die Mutterlauge wird andererseits mit Tierkohle behandelt; man filtriert, wäscht den unlöslichen Teil mit Methanol, das man mit dem Filtrat vereinigt und dampft im Vakuum zur Trockne ein. Der Rückstand wird in 10 ecm Äther gelöst, man fügt 1 ecm Essigsäure und 1 ecm Wasser hinzu. Man läßt 2 Stunden lang bei Raumtemperatur stehen, saugt ab und erhält 1,673 g des tritylierten Derivates der Erythro-Form, das man wie oben beschrieben, isomerisiert, um so 0,887 g des Derivates der Threo-Form zu erhalten.

5. Reinigung des Threo-Isomeren

Man vereinigt die verschiedenen Mengen des Produktes der Threo-Form, 12,77 g, fügt 10 ecm Methanol hinzu und erhitzt zum Rückfluß. Man filtriert, trocknet nach dem Waschen mit Äther und erhält 12,13 g (ca. 95%) für die weitere Synthese brauchbares Produkt.

Das Produkt liegt in Form farbloser Kristalle vor, die unter Zersetzung bei ungefähr 240° schmelzen (während) das Erythro-Isomere unter Zersetzung bei ungefähr 220° schmilzt).

Es ist löslich in wäßrigem Alkohol, wenig löslich in Dimethylformamid und Dimethylsulfoxyd, unlöslich in den hydrophoben organischen Lösungsmitteln.
O

Stufe I

5'Lactam der DL-6H,7H-cis-7-Tritylamino-3-aminomelhylceph-3-em-4-carbonsäure, X

Man suspendiert 14,15 g der Threo-Form des y-Lactams der 2-(«-Carboxy-«-tritylamino)-methyl-5-aminomethyI-2,3-dihydro-1,3-thiazin-4-carbonsäure in 140 ecm wasserfreiem Pyridin unter Stickstoffatmo-Sphäre. Man fügt 10,2 g Dicyclohexylcarbodiimid hinzu, rührt 5 Minuten lang und leitet 300 ecm wasserfreies Methylenchlorid und dann 300 ecm wasserfreies Nitromethan ein. Die entstandene weiße Suspension läßt man unter Lichtausschluß 65 Stunden lang bei Raumtemperatur stehen; man saugt den auskristallisierten Dicyclohexylharnstoff ab, spült die Kristalle mit Methylenchlorid, engt das Filtrat und die Waschlösung im Vakuum bis '/4 des Volumens ein, behandelt mit Tierkohle, filtriert und dampft im Vakuum zur Trockne ein. Man

kristallisiert den Rückstand durch Verreiben in Äther, saugt ab und bewahrt die Mutterlauge vom Waschen auf.

Das kristalline Produkt wird in 30 ecm Äthylacetat gelöst, man fällt durch Zugabe von 2 ecm Wasser aus, verdünnt mit 35 ecm Äther und saugt 9,3 g farblose Kristalle ab, die mit einem halben Molekül Wasser solvatisiert sind und bei ungefähr 200° schmelzen (unter Zersetzung).

Durch Zugabe von Wasser zur weiter oben

erhaltenen Ätherlösung gewinnt man noch 0,18 g Produkt, das mit demjenigen der ersten Fraktion identisch ist.

Das erhaltene Produkt ist für die weitere Synthese brauchbar.

Zwecks Analyse kristallisiert man es in Methylacetat um und erhält eine wasserfreie Probe, Fp. = ungefähr 240° unter Zersetzung.

Analyse des mit V₂ Mol Wasser solvatisierten Produktes:

Analyse: C₂₇H₂₃O₂N₂S · '/2 H₂O = 462,5: Berechnet: C 70,16, H 5,23, N 9,08, S 6,93%; gefunden: C 69,9, H 5,5, N 9,1, S 6,8%.

IR-Spektrum in Chloroform:
Freies NH 3 440 cm-' + assoziiertes NH /?-Lactaml 777 cm-¹
γ- Lactam 1 698 cm-'

UV-Spektrum:

1) in Äthanol

Inflex. bei 226 ιτιμ E i* =424
254 Γημ El* =124
Inflex. bei 259 bis 260 ΐημ El* =121.

2) in Äthanol mit 0,1 n-Chlorwasserstoffsäure Inflex. bei 225 bis 226 _Π1μ E H =425

253 bis 254 ιτιμ
259 bis 260 ΐημ

Eil = 127 E|*=123

ay2725j₃ ,

Berechnet: C 68,77, N 8,91, S 6,80, H 5,35%;

gefunden: C 69, N 8,6, S 7,1, H 5,3%.

3) in Äthanol mit 0,1 n-Natriumhydroxyd A_n,,,260 ιτιμ Ei* =78.
NMR:60 MHz in CDCl₃.

Die Kopplungskonstante zwischen den beiden Proto nen des /J-Lactamringes beträgt 5 Hz, was di cis-Konfiguration der beiden Wasserstoffatome bestä tigt.

Stufe 1

γ-Lactam der DL-öHJH-cis^-Amino^-aminomethylceph-3-em-4-carbonsäure, 1

Man trägt 6 g y-Lactam der DL-6H,7H-cis-7-Tritylamino-S-aminomethyl-ceph-S-em^-carbonsäure in 42 ecm Nitromethan ein, das bei einer Temperatur von 20° mit gasförmiger Chlorwasserstoffsäure gesättigt wurde. Man rührt bei Raumtemperatur 10 Minuten lang, verjagt dann die Chlorwasserstoffsäure im Vakuum, fügt 60 ecm Äther hinzu, saugt ab, wäscht mit Äther und trocknet. Das so erhaltene Hydrochlorid wird unter Stickstoffatmosphäre in 30 ecm Äthanol eingetragen, man fügt rasch unter Rühren 2,3 ecm Triäthylamin hinzu und rührt 10 Minuten lang weiter. Man stellt in Eis, saugt ab, wäscht mit Äthanol, dann mit Äther und gewinnt 2,6 g (ca. 93%) Produkt, das ohne weitere Reinigung für die Bildung acylierter Derivate oder für die Abspaltung brauchbar ist.

Zwecks Analyse kristallisiert man das Produkt in Form des Hydrochlorides in Wasser um, und setzt die Base durch Zugabe von Triälhylamin in Freiheit.

Das Produkt ist löslich in Wasser, Dimethylsulfoxyd und Dimethylformamid, wenig löslich in Äthanol und unlöslich in Äther.

Analyse: C₈H₉O₂N₃S = 211,24:
Berechnet: C 45,49, H 4,30, N 19,90, S 15,18%; gefunden: C 45,7, H 4,5, N 20,0, S 14,9%.

1R-Spektrum in gereinigtem Paraffinöl: 0-Lactambei I 754 cm-'

γ-Lactam bei 1 684 cm-'
Doppelbindung C = C 1647 cm-',

und mehrere andere Absorptionen in den Gebieten von 5 OH und NH.

Razemattrennung des y-Lactams der DL-6H,7H-cis-7-Amino-3-aminometnyl-ceph-3-em-4-carbonsäure

Man löst 3 g reine D(—)-Weinsäure in 15 ecm Wasser, ίο trägt 3,17 g des y-Lactams der DL-6H,7H-cis-7-Amino-3-ami:iomethyl-ceph-3-em-4-carbonsäure ein und fügt 15 ecm Methanoi hinzu. Das Tartrat kristallisiert Man fügt erneut 15 ecm Methanol hinzu, rührt 5 Minuten, saugt ab, wäscht mit Methanol und dann mit Äther. Man erhält 2,16 g (80%) des diastereoisomeren Salzes, [α] ? = + 77 ± 1,5° (c= 1 %, Wasser).

Man verreibt das oben erhaltene Tartrat 5 Minuten lang in 17 ecm Äthanol, fügt dann tropfenweise 1,9 ecm Triäthylamin hinzu. Man rührt bei Raumtemperatur 15 Minuten lang, saugt ab, wäscht mit Äthanol und Äther und erhält 1,2 g y-Lactam der L( + )-6H,7H-cis-7-

Amino-? aminomethyl-ceph-S-em^-carbonsäure,
[α] f = 226° ± 3° (c= 1 %, Wasser).

Ausgehend von der Mutterlauge des obigen Tartrates kann man das andere Isomere erhalten.

Man verfährt folgendermaßen: die Mutterlauge wird mit Triäthylamin bis zur Erzielung eines schwach alkalischen pH-Wertes versetzt, man engt auf dem Wasserbad bei 35° im Vakuum ein, trägt den Rückstand in 20 ecm Äthanol ein, saugt ab, wäscht mit Äthanol und Äther. Man erhält 1,48 gy-Lactam der D( —)-6H,7H-cis-7-Amino-3-aminomethyl-ceph-3-emr4-carbonsäure.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Racemisches oder optisch aktives γ- Lactam der oHyH-cis^-p-Aminophenylacetamido-S-amino-

methyl-ceph-3-em-4-carbonsäure und ihre Salze mit anorganischen oder organischen Säuren.

2. )'-Lactam der L( + )-bH,7H-cis-7-p-Aminophenylacetamido^-aminonneihyl-ceph^-em^-carbon- säureund ihr Hydrochlorid.

J. Verfahren zur Herstellung des racemischen oder optisch aktiven }'-Lactams der 6H,7H-cis-7-p-A minopheny !acetamido-3-aminomet hy l-ceph-3-em-4-carbonsäure und seiner Salze mit anorganischen oder organischen Säuren, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise das racemische oder optisch aktive }--Lactam der 6H,7H-cis-7-Amino-J-aminomethyl-ccph-i-em-A-carbonsäure der Einwirkung von p-Nitrophenylessigsäure oder eines funktionellen Derivats dieser Sä re unterwirft, das erhaltene racemische oder optisch aktive γ-Lactam der bH,7 H-eis-7-p-Nit ropheny !acetamido-3-aminomethyl-ceph-3-eni-4carbonsäure in saurem Milieu einer katalytischen Hydrierung unterwirft und das erhaltene SaI/ des racemischen oder optisch aktiven /-Lactams der bH,7 H-cis-p-A minopheny laeetamido-3-aminomethyl-ceph-3-em-4-carbonsäure ge-

wünschtcnfalls durch behandlung mit einer anorganischen oder organischen Base in das racemisch»: oder optisch aktive j·-Lactam der bllJII-cis-p-Ami-

nophenylacetamido- 3-aiiiinomethyl-cepli- J-ein-4-c libonsiiure überführt.