DE1953861C2

DE1953861C2 - 7-Tetrazolylacetamido-3-thiomethyl-3-cephem-4- carbonsäuren

Info

Publication number: DE1953861C2
Application number: DE19691953861
Authority: DE
Inventors: Nobukiyo Minamiku Kyoto Konishi; Masaru Takasuki Kurita; Masashi Amagasaki Mera; Hiroo Ikeda Nikaido; Ritsuko Takatsuki Okui; Tadayoshi Hirakata Takano
Original assignee: Fujisawa Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Fujisawa Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1969-10-25
Filing date: 1969-10-25
Publication date: 1982-12-23
Also published as: DE1953861A1

Description

C-CH₂-S—R

COOH

worin R für 1,3,4-Thiadiazol substituiert durch verursachten Krankheiten.

Carboxymethyl oder 1,3,4-Oxadiazolyl substituiert

durch Dimethylaminomethyl oder lH-Tetrazolyl substituiert durch Methoxypropyl steht, und pharmazeutisch verwendbare Salze derselben. 20 Gegenstand der Erfindung sind 7-Tetrazolylacetami-2. Verwendung von Verbindungen gemäß An- do-3-thio-methyl-3-cephem-4-carbonsäuren der allgespruch 1 bei der Bekämpfung von durch Bakterien meinen Formel

N =

= N

N-CH₂CONH-CH — HC

N=HC CO N

CH₂

C — CH₂—S—R

worin R für 1,3,4-Thiadiazol substituiert durch Carboxymethyl oder 1,3,4-Oxadiazolyl substituiert durch Dimethylaminomethyl oder 1 H-Tetrazolyl substituiert durch Methoxypropyl steht, und pharmazeutisch verwendbare Salze derselben.

Die neuen Cephalosporin-Verbindungen gemäß der Erfindung besitzen eine antibakterielle Aktivität mit breitem Wirkungsspektrum und sind deshalb nützlich als therapeutische Mittel zur Behandlung von infektösen Krankheiten, die durch gramnegative und grampositive Bakterien hervorgerufen werden.

Beispiele für Salze sind die Salze dieser Verbindung mit Alkalimetallen und Erdalkalimetallen sowie mit organischen Aminen wie

Dicyclohexylamin, Dibenzylamin oder
N-(2,6-Di-methylphenyl)aminocarbonylmethyl-

dimethylamin,

welche nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden können.

Die Ausgangsverbindungen, die gemäß der Erfindung verwendet werden, können durch Behandlung von Cephalosporin C mit geeigneten Reaktionskomponenten hergestellt werden. Das Cephalosporin C ist ein Antibiotikum, das von Cephalosporium-Stämmen gebildet wird, welche aus flüssigen Kulturmedien isoliert werden. Es gibt verschiedene Verfahren zur Herstellung der erwähnten Ausgangsverbindungen. (Vh!. NL-OS 68 05 179).

Eine Gruppe der Ausgangsverbindungen zur Herstellung der Verbindungen gemäß der Erfindung kann durch Hydrolyse von Cephalosporin C mit Ameisensäure und Nitrosylchlorid und anschließende Behandlung der resultierenden 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA) mit einer Säure oder einem reaktionsfähigen Derivat derselben erhalten werden.

COOH Eine andere Gruppe von Ausgangsverbindungen kann durch Behandlung von Cephalosporin C mit einem Thiol der Formel (R-SH) oder einem Alkaümetallsalz davon und anschließende Reaktion des erhaltenen 3-thiolierten Cephalosporin C mit Ameisensäure und Nitrosylchlorid oder durch Behandlung von 7-ACA mit einem solchen Thiol hergestellt werden.

Die Ausgangsverbindungen werden gemäß der Erfindung vorzugsweise in Form von Alkalimetallsalzen eingesetzt. Solche Salze können gebildet werden gemäß an sich bekannten Verfahren unter Verwendung von einem Alkalimetallbicarbonat, beispielsweise Natriumbicarbonat, Kaliumbicarbonat, einem Alkalimetallhydroxid, beispielsweise Natriumhydroxid.

Wenn die 7-ACA als Ausgangsmaterial verwendet wird, kann die Umsetzung mit Tetratolylessigsäure oder einem reaktionsfähigen Derivat davon in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, z. B. Aceton, Dioxan, Acetonitril, Chloroform, Tetrahydrofuran, oder einem Gemisch dieser Lösungsmittel, oder von Wasser, oder von wäßrigen Lösungen dieser Lösungsmittel, oder von irgendeinem anderen geeigneten Verdünnungsmittel durchgeführt werden. Wenn die Ausgangsprodukte in der freien Form eingesetzt werden, wird die Acylierungsreaktion in Gegenwart einer Base, z. B. Natriumbicarbonat, Natriumcarbonat oder Triäthylamin sowie in den erwähnten Lösungsmitteln durchgeführt. Wenn die Tetratolylessigsäure in freier Form verwendet wirti, wird die Reaktion in Gegenwart eines Kondensationsmittels, z. B. N.N-Dicyclohexylcarbodiirmd, Äthylpolyphosphat durchgeführt. Auf der anderen Seite wird das reaktive Derivat dieser Säure ohne Gegenwart eines solchen Kondesationsmittels angewandt. Solche reaktiven Derivate können u. a. hergestellt werden durch Behandlung der Säure in ihrer freien Form mit

19 53 86ί

Phosgen, Thionylchlorid,

Äthykhlorcarbonat,

Isobutylchlorcarbonat,

Phosphoroxychlorid,

Methansulfonylchlorid.

Die Reaktion wird vorteilhafterweise bei Zimmertemperatur unter schwach-alkalischen Bedingungen durchgeführt, und, falls erforderlich, unter Druck und/oder in der Atmosphäre eines inerten Gases wie Stickstoff. Wenn die Reaktionskomponenten in beträchtlichem Ausmaß zur Zersetzung während des Verfahrens neigen, können eine niedrigere Temperatur und/oder wasserfreie Bedingungen angewandt werden. Die anderen Reaktionsbedingungen sind nicht besonders kritisch und werden in Abhängigkeit von der Natur und den Eigenschaften der Reaktionskomponenten ausgewählt.

Die oben beschriebenen Reaktionsverfahren und -bedingungen können auf das Acylierungsverfahren angewandt werden, in denen die 3-thioIierte 7-ACA das Ausgangsmaterial ist.

Wenn in alternativer Weise die 7-acylierte ACA als Ausgangsmaterial verwendet wird, wird die Reaktion der nucleophilen Auswechslung in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels wie Aceton, Dioxan, Methanol, Äthanol, Tetrahydrofuran oder einer Mischung derartiger Lösungsmittel oder einer wäßrigen Lösung derartiger Lösungsmittel in Wasser oder Pufferlösungen wie Borat oder Phosphat-Puffer-Lösungen oder in Gegenwart von irgendeinem anderen geeigneten Verdünnungsmittel durchgeführt. Davon kann eine Pufferlösung zweckmäßig dann verwendet werden, wenn das Thiol in freier Form vorliegt, wodurch das Thiol in seine reaktive Form übergeführt wird.

Die Metallsalze der Thiole werden vorteilhafterweise in Gegenwart von Wasser oder mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln angewandt. Wenn immer das Ausgangsmaterial in freier Form eingesetzt wird, wird die Reaktion mit dem Thiol in Gegenwart einer Base, z. B. Natriumbicarbonat oder Triäthylamid zusätzlich zu dem inerten Lösungsmittel durchgeführt. Beide Reaktionskomponenten in freier Form oder in Form des Salzes und das Thiol als Salz werden in Gegenwart einer solchen Base zur Reaktion gebracht. Die Metallsalze der Thiole können dadurch erhalten werden, daß das Thiol in freier Form mit einem

Alkalimetallbicarbonat,
Alkalimetallcarbonat oder
Alkalimetallhydroxyd

behandelt wird.

Die Reaktion kann bei erhöhten Temperaturen unter schwachsauren Bedingungen und, falls erforderlich, unter Druck und/oder unter einer Atmosphäre eines inerten Gases wie Stickstoff durchgeführt werden. Die Reaktionsbedingungen sind nicht besonders kritisch bezüglich der Temperatur, des Druckes und des pH-Wertes. Sie können in Abhängigkeit von der Natur und den Eigenschaften der Ausgangskomponenten ausgewählt werden.

Wenn die Reaktion im wesentlichen beendet ist, werden die gewünschten Verbindungen aus dem Reaktionsgemisch nach konventionellen Verfahrensmethoden gewonnen. Beispielsweise durch Verdampfen des Lösungsmittels oder durch Zugabe von Wasser zum Lösungsmittel oder durch Extraktion mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel. Die rohen Reaktionsprodukte können nach üblichen Verfahren gereinigt werden, beispielsweise durch Umkristallisation oder Chromatographie.

Wenn die Herstellung der Natriumcephalosporin-Verbindungen in Gegenwart von Alkoholen durchgeführt wird wie Äthylenglycol, Propylenglykol oder •.väßrigem Äthanol, können die erhaltenen Natriumsalze diese Alkohole als Kristallalkohol sowie Wasser als Kristallwasser enthalten. Anstelle von wäßrigem Äihanol kann bei dieser Behandlung Isopropanol verwendet werden.

Es wurde weiterhin gefunden, daß die Stabilität der Natriumcephalosporin-Verbindung um so besser ist, je geringer der Wassergehalt ist. Es wurden Versuche

unternommen, um den Wassergehalt dieser höchst nützlichen Verbindungen herabzusetzen, beispielsweise unter Verwendung der üblicherweise vorhandenen Trocknungsverfahren, eier Anwendung von Wärme, der Vakuumtrocknung, der Gefriertrocknung und anderer Trocknungsverfahren. Es wurde gefunden, daß der bevorzugte Wassergehalt unter 2% liegt. Jedoch auch dann, wenn der Wassergehalt der Natrium-3-substituiert-thiomethyl-7-acylierten Cephalospotin-Verbindungen über dem bevorzugten Gehalt liegt, wird die antibakterielle Aktivität der Verbindungen hinsichtlich der Behandlung von infektiösen Krankheiten nicht nachteilig beeinflußt. Es wurde gefunden, daß durch Reduzierung des Wassers, das kombiniert ist mit und enthalten ist in den erwähnten Verbindungen, unter Anwendung der bekannten Trocknungsmethoden die a- und /J-Formen durch das Trocknen in die α-Form oder die j3-Form mit verschiedenen charakteristischen Merkmalen und Eigenschaften umgewandelt werden. So ergibt die aus der α-Form durch Trocknen erhaltene amorphe Form, wenn sie der Atmosphäre ausgesetzt wird, ausschließlich die α-Form und umgekehrt.

Analog ergibt die durch Trocknen der jS-Form hergestellte amorphe Form ausschließlich die /?-Form, wenn sie der Atmosphäre ausgesetzt wird.

Die 3-substituiert-thiomethyl-7-acylierten Cephalosporin-Verbindungen gemäß der Erfindung werden zur therapeutischen Behandlung in Form von pharmazeutischen Zubereitungen verwendet, die diese Verbindungen in Mischung mit einem pharmazeutisch annehmbaren organischen oder anorganischen festen oder flüssigen Trägerstoff enthalten, der zur oralen oder parenteralen Verabreichung geeignet ist. Die pharmazeutischen Zubereitungen können in fester Form wie in Kapseln, Tabletten oder Dragees, oder in flüssiger Form wie in Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen vorliegen. Falls gewünscht können derartige Zubereitungen auch Hilfsstoffe wie Stabiisierungsmittel, Benetzungsmittel, Emulgiermittel und Puffer enthalten. Wenn auch die Dosierung der Verbindungen in Abhängigkeit vom Alter und dem Zustand der Patienten abhängt und schwanken kann, kann man doch sagen, daß eine Durchschnittsdosis von 250 mg oder mehr oder weniger im allgemeinen zur Behandlung der Krankheiten wirksam ist, die durch Bakterien hervorgerufen werden, gegenüber denen die Verbindung wirksam ist.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß auch die Verwendung der oben definierten neuen Verbindungen bei der Bekämpfung von durch Bakterien verursachten Krankheiten.

Die neuen Verbindungen weisen gegenüber den bekannten Verbindungen (NL-OS 68 05 179), insbesondere dem Cefazolin (CEZ) bessere MIC-Werte auf. wie durch Vergleichsversuche ermittelt wurde.

Beispiel 1

ι) Herstellung von 2-Mercapto-l,3,4-thiadiazol-5-essigsäure. Eine Lösung von 892 mg Äthyl-2-mercapto-13.4-thiadiazol-5-acetat und 490 mg Kaliumhydroxid in 200 ml 99%igem Äthanol wurden 3 Std. lang bei Zimmertemperatur gerührt, um das Kaliumsalz herzustellen, das dann durch Filtration gewonnen wurde. Das Salz wurde in 1OmI Wasser gelöst und mit 100 ml Äther gewaschen. Die wäßrige Schicht wurde mit 100 ml Äther gewaschen und durch Zugabe von lOVoiger Salzsäure auf pH 2,0 eingestellt. Bei Extraktion mit 100 ml Äther und Abdestillieren des Äthers aus dem ätherischen Extrakt wurden Kristalle erhalten, die mit Petroläther gewaschen wurden. Auf diese Weise wurden 311 mg 2-Mercapto-l,3,4-thiadiazoI-5-essigsäure F. 158—160° C (Zersetzung) erhalten.

>) Unter Durchführung des in der Beschreibung genannten Verfahrens wurde 7-(lH-Tetrazol-l-ylacetamido)-3-(5-carboxymethyl-l,3,4-thiadiazol-2-ylthio-methyl)-3-cephem-4-carbonsäure F. 145— 150° C (Zersetzung) hergestellt.

, Puffer ,pH 6.4,

374 _mu (£1·^ 344)

25

Baispiel 2

) Herstellung von 5-Dimethylaminomethyl-l,3,4-oxadiazol-2-thiol:

Zu 400 ml absolutem Benzol, welches gasförmiges Dimethylamin absorbiert enthält, das durch tropfenweise Zugabe von 44 g Dimethylamin zu konzentrierter Natronlauge entwickelt worden war, wurden langsam unter Kühlen bei 0—5°C 60 g Äthylchloracetat zugefügt. Das Gemisch wurde 1 Std. lang bei 0 bis 5°C und über Nacht bei Zimmertemperatur gerührt. Nach Entfernung des dabei gebildeten Dimethylaminhydrochlorid wurde die Benzolschicht durch Verdampfen konzentriert, wobei ein öliger Rückstand (38 g) zurückblieb, der mit 13,8 g Hydrazinhydrat in 70 ml absolutem Äthanol umgesetzt wurde. Die Reaktionslösung wurde 2 Std. lang am Rückfluß erhitzt und dann 2 Tage lang stehengelassen. Das Reaktionsgemisch wurde mit 280 ml absolutem Äthanol verdünnt. Dann wurde unter Kühlen tropfenweise 5 n-Salzsäure zugegeben, wobei sich Kristalle mit dem Zersetzungspunkt 178-181⁰C bilden. Diese Verbindung (11,3 g) wurde zu einer Lösung von 10,3 g Kaliumhydrochlorid in 99%igem Äthanol gegeben. Das Gemisch wurde unter Kühlen mit einem Eiswassergemisch gerührt. Nach Zugabe von 6,7 g Schwefelkohlenstoff wurde die Lösung 4 Std. am Rückfluß erhitzt. Die alkoholische Schicht wurde dann durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert, wobei ein öliger Rückstand zurückblieb, der in etwa 30 ml Wasser unter Kühlen gelöst wurde. Nach Einstellung de:, pH-Wertes der Lösung auf etwa 4,0 wurden Kristalle erhalten, die durch Filtration gewonnen wurden. Das erhaltene eo rohe Reaktionsprodukt wurde aus etwa 70 ml Wasser umkristallisiert, wobei farblose Prismen mit dem Zersetzungspunkt 214 —215°C erhalten wurden.

_uv.ph„_Sph., Pu*, ,p., 6.4, 257 mu £ = 11,600 )) Bei Durchführung von im wesentlichen dem gleichen Verfahren, das in Beispiel 1 beschrieber, wurde, wurde ] 17 mg 7-(l H-Tetrazol-1-ylacetamido)-3-(5-dimethyiaminomethyi-l,3,4-oxadiazo!-2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure,
F. 98-100⁰C (Zersetzung) hergestellt.

yy.P^pha, Puffer (pH 6.4. _{265 mU} (JT

Beispiel 3

203)

a) Herstellung von l-Methoxypropyl-lH-tetrazol-5-thiol:

Zu einer Lösung von 30 g Methoxypropyllamin und 34 gTriäthylamin in 50 ml absolutem Methanol wurden unter Kühlen auf unter 10° C 25,6 g Schwefelkohlenstoff innerhalb von 30 Min. zugegeben. Das Gemisch wurde 1 Std. lang unter 10⁰C gerührt und dann mit 48 g Methyljodid umgesetzt, weitere 3 Std. bei Zimmertemperatur gerührt und dann über Nacht stehengelassen. Nachdem der Methanol unter vermindertem Druck abdestilliert worden war, wurde der Rückstand in Wasser gelöst und zweimal mit Äther extrahiert. Die ätherische Schicht wurde mit wäßriger gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen und dann über Natriumsulfat getrocknet. Anschließend wurde der Äther abdestilliert. Es wurde ein gelb-braunes Öl (8,5 g) erhalten, das in einem Gemisch aus 30 ml 95°/oigem Äthanol und 25 ml Wasser gelöst wurde. Nach Zugabe von 4,7 g Natriumazid unter Kühlung wurde die Lösung 3 Std. lang am Rückfluß erhitzt. Das Äthanol wurde unter vermindertem Druck abdestilliert, wobei überschüssiges Natriumazid ausgefällt wurde, welches durch Filtration entfernt wurde. Das Aceton wurde aus dem Fittrat abdestilliert, wobei ein Rückstand zurückblieb, der durch Zugabe von 10⁰/oiger Salzsäure auf pH 1,0 angesäuert wurde. Dabei schied sich das öl ab. Das Gemisch wurde zweimal mit Äther extrahiert, und die ätherischen Schichten wurden mit gesättigter Natriumchloridlösungen gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Anschließend wurde der Äther abdestilliert, wobei ein gelbes öliges Produkt (9,0 g) erhalten wurde. Dessen Kaliumsalz hart den Zersetzungspunkt 143—145° C.

jjy. Pho.pl»! Puffer IpH 6.4) γχ(, mU E = 12,200

b) Bei Durchführung von im wesentlichen dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde 610 mg 7-(l H-Tetrazol-l-ylacetamido-3-)l- methoxypropyl-lH-tetrazol-S-ylthiomethyO-S-cephem^-carbonsäure, Zersetzungspunkt 82-83⁰C hergestellt.

_UV.Pho_Sph.. Puffer (pH 6.4.

1·,^ Jgg)

Injizierbare Lösungen enthaltend die oben beschriebenen Verbindungen wurden dadurch hergestellt, daß g, 500 g bzw. 1000 g davon in 2,01 destilliertem Wasser, 5%iger wäßriger Lidocainhydrochlorid-Lösung bzw. Procainhydrochlorid-Lösung gelöst wurden. Dann wurden jeweils 2,0 ml der erhaltenen Lösung in eine Ampulle eingefüllt und zugeschmolzen.

Von den in den Beispielen genannten Verbindungen wurden MlC-Werte ermittelt und mit denjenigen des Cefazolin verglichen.

Die MlC-Werte wurden nach der üblichen Serien-Agar-Verdünnungsmethode bestimmt. Die Versuche wurden mit Bakterien durchgeführt, wobei ein Glucose-

7 8

Bouillon-Kulturmedium verwendet wurde. Das Versuchsmedium wurde 20 Stunden lang bei V C incubiert.

MIC (;j.

Bacteria	Beispiel Nr.
	CEZ 1
Sh. flexneri 2a	1.56
Pr. vulgaris IMA-1025	200 1
Staph. aureus 278	1.56
E. coli 352	400
Kleb, pneumo- niae 428	25
Pr. mirabilis 525	100
Pr. vulgaris 609	400
CEZ = Cefazolin.

0.78 100 50

0.78

200 12.5 12.5 6.25

50 200

Claims

Patentansprüche: 1. T-TetrazolylacetamidoO-thiomethyl-S-cephem^-carboiisäuren der allgemeinen Formel

N =

= N

N-CH₂CONH-CH — HC

N=HC

CO-

-N

CH₂