DE2021123A1 - alpha-Amino-2,4,6-cycloheptatrienyl-methylpenicilline und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

" Ö(-Affiino-2,4,6-cyclolieptatrienylmethylpenicilline und Verfahren zu ihrer Herstellung "

Priorität: 2. Mai1969, V.St.A.,. Nr. 821498

Gegenstand vorliegender Erfindung sind CY-Amino-2,4,6-cycloheptatrienylmethy!penicilline der allgemeinen Formel

CH - CO- NH- CH

O'

CH

N-

CH

(I)

■ COOR-,

in der R ein Y/asserstoff- oder Halogenatom oder ein niederer

Alkylreöt iüt und L ein V/asserstoffatom, einen niederen Alkyl-

,und deren Salze.
rest oder ein salzbildendes Ion bedeutet/. Beispiele dieser salzbildenden Ionen sind Alkalimetalle, wie Natrium oder Kalium, ein Erdalkalimetall, wie Calcium oder Magnesium, oder der Rest einer organischen Base, wie von La benzylamin oder Ν,Ν-Dibenzyläthylendiamin ·

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In der Formel (I) umfasst das Symbol R alle 4 Halogenatome, doch sind Chlor und Brom bevorzugt. Die niederen Alkylreste in der Formel sind gerad- oder verzweigtkettige aliphatische Kohlenwasserstoffreste bis zu 7 Kohlenstoffatomen, wie die Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isοbutyl-.oder tert.-Butylgruppe.

Die neuen Verbindungen der Formel (I) kann man dadurch herstellen, dass man eine Amino-2,4,6-cycloheptatrienessigsäure/"(Cycloheptatrien-l-yl)-glycin7 der allgemeinen· Formel

(II)

oder deren aktivierte Form mit 6-Aminopenieillinsäure (6-APA) der allgemeinen Formel

/\/^CH3

NH₉ CH—CH C (III)

Il I^xch₃

^C N CH COOR₁

kuppelt.

Diese Reaktion lässt sich am besten dann durchführen, wenn die Aminogruppe der Amino-2,4_f6-cycloheptatrienessigsäure zuvor geschützt wird. Beispiele solcher Schutzgruppen sind die Triphenylmethylr-, tert.-Butoxycarbonyl-, β,β,β-Trichloräthoxycarbonyl-, 4-0xo-2-pentenyl-2- oder die l-Carbomethoxy-l-propenyl-2-· Gruppe. Derartig geschützte Verbindungen bilden sich durch Umsetzen der Säure der Formel (II) mit einer Verbindung, wie Tr i-

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phenylmethylehlorid, tert.-Butylazidoformiat, ß,ß,ß-!Trichloräthylchlorformiat, Acetylaceton oder Methyl-acetoaeetat. Nach, der Kupplungsreaktion wird die Schutzgruppe abgespalten, z. B» durch Behandlung mit wässriger Essigsäure, Trifluoressigsäure, Essigsäure und Zink oder mit wässriger Mineralsäure,-wobei man die Verbindung, mit der freien Aminogruppe erhält.

Wahlweise kann man die Aminogruppe durch Protonierung als Salz vor und während der anschliessenden Kupplungsreaktion schützen.

Die Kupplungsreaktion wird vorzugsweise durch Überführung der Säure in eine aktivierte ]?orr% wie fias Säurechlorid, das Azid, den p-lvitrophenylester oder ein gemischtes Anhydrid, oder durch Kondensieren in Gegenwart eines Carbodiimide, wie Bicyclohexylcarbodiimid, durchgeführt.

Die Ausgangsmaterialien der Formel (II) kann man durch Kondensieren elites Tropylium-tetrafluorborats mit Pormamidömalonsäuredimethy!ester oder mit Äcetamidomalonsäure-dimethylester, herstellen. In jenen Pällen, in denen ein substituiertes Tropyliumtetrafluorborat verwendet wird, besteht das Endprodukt gewöhnlich aus einem Gemisch der 2,3- lind 4-substituierten 2,4,6-Cycloheptatrien-1-yl-Derivaten. Dieses Gemisch von Isomeren kann man nach dieser ersten Reaktion in der nachfolgenden Stufe bei der Synthese trennen oder die in der Endstufe erhaltenen Iso— merenmischung als solche verwenden.

Der Malonsäureester wird zur gewünschten 0(~Amino-eyelöheptatrien-lL-yl-essigsäure hydrolysiert. Beispiele geeigneter Tropylium-tetrafluorborate für diese Kondensation sind u.a. Tropylium-tetr^afluorborat, Chlortropylium-tetrafluorborat, Brom-

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tropylium-tetrafluorborat oder Methyltropylium-tetrafluorborat. Andere Tropylium-tetrafluorborate werden leicht aus den entsprechenden substituierten Tropilideiien, wie Isopropyl-tropiliden, durch eine Hydridaustauschreaktion mit Tritylsalzen in lösungsmitteln, wie Acetonitril oder Schwefeldioxid, hergestellt.

Die Verbindungen vorliegender Erfindung bilden Salze, die ebenfalls Gegenstand vorliegender Erfindung sind. Basische Salze bilden sich mit dem Säureanteil, wie oben in Verbindung mit dem Symbol Ji₁ dargelegt wurde. Sauread.ditionssa.lze bilden sich mit dem ty-Amino-stickstoffatom. Beispiele solcher Säureadditionssalze sind anorganische Salze, wie Hydrohalogeni.de, nämlich HyJrobromide, Hydrochloride,oder Hydrojodide, Sulfate, Kitrate, Phosphate oder Borate und organische Salze, wie Acetate, Oxalate, Tartrate, Malate, Citrate, Succinate, Benzoate, Ascorbate oder Methaneulfonate. Es ist häufig wünschenswert, die Verbindungen durch Bildung eines löslichen oder gegebenenfalls unlöslichen Salzes zu isolieren und zu reinigen und dann die freie Verbindung beispielsweise durch Neutralisierung wiederzugewinnen.

Die bevorzugte Verbindung innerhalb der durch die Formel (I) beschriebenen Gruppe ist diejenige, bei der sowohl R als auch R-, Wasserstoffatome bedeuten.

Es ist klar, dass einige der erfindungsgemässen Verbindungen in verschiedenen optisch aktiven Formen existieren. l>ie verschiedenen stereoisomeren Formen sind ebenfalls Gegenstand vorliegender Erfindung.

SAD OFUGINAt

.^uMM -JAi.: 0098 4 6/1973

Die Verbindungen vorliegender Erfindung besitzen ein breites Wirkun^sSpektrum,gegen Bakterien, wie grampositive und gramnegative Organismen, wie Staphylococcus aureus, Salmonella schottmuelleri, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris, Escherichia coli oder Streptococcus pyogenes» Die Verbindungen können als Mittel gegen Bakterien bei einer Prophylaxe, wie in Reinigungs- oder Desinfektionsmitteln, z.B. in wässrigen Lösungen oder auf inerten festen Trägeriaaterialien, in Konzentrationen von etwa 0,01 bis 1 Gew.-fo oder in anderer Weise zur .Bekämpfuns von Infektionen, die durch Organismen der vorgenann— * ten Arten hervorgerufen wurden, verwendet werden. Im allgemeinen setzt man sie in einer ähnlichen Weise ein, wie Penicillin G oder andere Penicilline. Z.B. kann eine Verbindung der Formel (I) oder dessen physiologisch verträgliches Salz bei verschiedenen !Tieren in einer Menge von etwa 0,1 bis 100 mg/kg/Tag oral oder parenteral in einer einzigen oder in zwei bis 4 Teildosen eingesetzt werden, um Infektionen zu behandeln, die von Bakterien verursacht werden. Man kann eine Verbindung der Formel (I) oder dessen Salz bis zu etwa 600 mg in eine orale Dosierungsform einar— ( beiten, wie Tabletten, Kapseln oder Elixiere, oder auch in eine injizierbare Form, in einem sterilen, wässrigen Vehikel einsetzen, das nach einer üblichen pharmazeutischen Praxis hergestellt worden ist. Bei Heinigungs- oder Desinfektionsmitteln, z.B. in landwirtschaftlichen oder Meiereibetrieben werden die Verbindungen in einer Konzentration von etwa 0,01 bis 1 Gew.-^ in übliche inerte trockene oder wässrige Trägermaterialien eingemischt, suspendiert oder gelöst und mittels Waschungen oder Besprühimgeii angewendet.

BAD ORIGIN«.

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Die Beispiele erläutern die Erfindung.

AllgemeinesVerfahren

1) Methyl-acetoacetat-Enamin des üfatriumsalzes des

^l2_j..4 !.6-C.ycloheptatrien~l-.yl )-gly eins ' Man löst 2,00 mMol des 2-(2,4,6-Cycloheptatrien-l-yl)-glyeiias unter Erwärmen in einer Losung von 108 mg MaOCH₇ (2,00 mMol) in

man ^J

4,3 ml reinem Methanol. Dann fügt/255 mg (0,24 ml, 2,20 mKol)

Methyl-acetoäcetat hinzu und erhitzt das Gemisch 45 Minuten P unter Rückfluss, Das Methanol zieht man -unter vermindertem Druck praktisch vollständig ab_s Man fügt 5 ml Benzol hinzu und engt stark ein. Die Zugabe und Destillation von Benzol wird v/iederholt, um das Methanol und Wasser vollständig'zu entfernen» Das Produkt kristallisiert aus einem geringen Volumen restlichen Benzols während etwa 15 Stunden aus₀ Das eius Benzol erhaltene amorphe Pulver ist für die weitere Verarbeitung völlig ausreichend»

2 ) & -Amino- Cx -(2,4»6-cycloheptatrieii-l-yl)-methylpenicillit]. ™ 358 mg (1,66 mMol) 6-Aminopenicillansäure verrührt Biaa gul in 2,5 ml Wasser, während man nach und nach 0,23 ml Iriäthylamin unter Aufrechterhaltung eines p„ unter 8,0 zufügt, Der End-pw ist 7ρ4ο Dann fügt man O₈85 ml Aceton hinzu und hält die Lesung bei -10 Co

Das Methyl-acetoacetat-Enamin des Hatriumsalzes des 2-(2_f4}>k-Cyclöheptatrien-l-»yl)-glycins rührt man in 4_S25 ml Aceton feel -20⁰C ein₀ Man fügt einen Mikrotropfen M-Me thy lmorphoXiis hinzu und anechliesaend langsam 198 mg eiskaltes Äthyl-chloroforniiato Danach fügt man O₅43 ml· Wasser Mnsu_s wodurch sich, die Lösung XMUti?? α*& 009846/1973

trübt. Das G-emisch rührt man 10 Minuten bei -2O⁰C.

Die trübe Lösung des gemischten Anhydrids wird dann der 6-Aminopenicillansäure zugegeben. Man beobachtet eine vollständige Lösung. Die Lösung wird 30 Minuten bei -10 C gerührt. Dann lässt man die Temperatur auf Raumtemperatur ansteigen und säuert mit verdünnter Salzsäure auf einen p„ 2,0 an und hält diesen p^-Wert unter kräftigem Rühren 10 Minuten auf dieser Höhe.

Die Lösung extrahiert man danach mit 5 nil Xylol. Die wässrige

Schicht wird mit 5 ml Methyl-isobutylke-ton überschichtet, der p„ mittels In HaOH auf 5,0 eingestellt und die Lösung abkühlen gelassen. Ban filtriert die erhaltenen Kristalle ab, wäscht sie mit Wasser und trocknet sie an der Luft. Gegebenenfalls kanu man die wässrige Schicht lyophilisieren und das als Mischung mit Salz erhaltene Produkt unmittelbar oder nach Reinigung durch Umkristallisieren aus wässrigem Alkohol verwenden.

Beispiel 1 ■

a) Methyl-acetoessigester-Snamin des Natriumsalzes des

2-(2,4 > e-Cycloheptatrien-l-yl)-glycine ■

Man löst 330 mg (2,00 niMol) 2-(2,4,6-Cycloheptatrienyl-yl)-glycin unter Erwärmen in einer Lösung von 108 mg NaOCH., (2,00 4nMpl) in 4,3 ml reinem Methanol, Man fügt 255 mg (0,24 ml,. 2,20 mMol) Methyl-acetoacetat hinzu und erhitzt das Gemisch 45 Minuten unter Rückfluss. Das Methanol zieht man unter vermindertem Druck praktisch vollständig ab. Dann fügt man 5 ml Benzol hinzu und destilliert es bis auf einen geringen Rückstand ab. Das Zufügen und Destillieren von Benzol wird wiederholt, um das Methanol und Wasser vollständig zu entfernen. Das Produkt kristallisiert aus

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einem geringen Volumen restlichen Benzols während etwa 15 Stunden. Man filtriert es ab, wäscht es mit Benzol und trocknet es unter vermindertem Druck.

b) ff-Amino-(2,4_>6-cycloheptatrien~l-yl)-methylpenici]lin Man verrührt 35B mg (1,66.mMol) 6-Aminopenicillansäure gut in 2,5 ml Wasser, während man allmählich 0,23 ml Triäthylamin unter Aufrechterhaltung eines p„ unter 8,0 hinzufügt. Ler End-p„ ist 7,4. Dann fügt man 0,85 ml Aceton hinzu und hält die Lösung bei

Man rührt 489 mg Methyl-acetoacetat-Enamin des üfatriumsalzes des 2-(2,4,6-Cycloheptatrien-yl)-glycins (1,715 mMol) in 4,2 5 ml Aceton bei -20 C ein. Man fügt einen Mikrotropfen N-Kethylmorpholin hinzu und anschlieseend langsam 198 mg eiskaltes Äthylchloroformiat. Danach fügt man 0,43 ml Wasser hinzu und erhält eine trübe Lösung,, Das Reaktionsgemisch wird 10 Minuten bei -2 0 C gerührt.

Die trübe Lösung des gemischten Anhydrids wird dann zur ™ 6-Aminopenicillansäure-Lösung hinzugefügt. Man beobachtet eine vollständige Lösung. Die Lösung wird '^O Minuten bei -10 C gerührt, dann lässt man die Temperatur auf Raumtemperatur ansteigen, säuert die Lösung mit verdünnter -Salzsäure auf einen p„ 2,C an und hält diesen-p^-Wert unter kräftigem Rühren 10 Minuten auf dieser Höhe. Dann extrahiert man die Lösung mit 5 ml Xylol. Die wässrige Schicht wird mit 5 ml Methyl-isobutylketon überschichtet, der powert mit In NaOH auf 5»0 eingestellt und das

etwa I^ 8tnnripn

Gemisch/abkühlen gelassen. Die erhaltenen Kristalle werden abfiltriert, mit Wasser gewaschen und an der Luft getrocknet.

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BAD ORlQJNAI. Beispiel 2

a) jy»-Pornainido-(4-methyl-2 ^ra-cycloheptatrienQ-l-malonsäure-dinethylester

Eine Losung von 2,3 g Natrium in 6O ml wasserfreiem Äthanol fügt man tropfenweise und unter Rühren zu einer feinpulverisierten Mischung von 17,5g Pormamidomalonsäure-dimethylester und 19 g Methyltropylium-tetrafluorborat. Hierzu gibt man 150 ml Wasser und extrahiert die Lösung mit Methylenchlorid. Die Methylenehlorid-Extrakte werden vereinigt, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann eingedampft. Man erhält das gewünschte Produkt,

b) H-fforayl--2-(4--methyl~2,4,6-cycloheptatrien-l-yl)-glycin Eine Lösung von 2,77 g Of-Pormamido~methyl-2,4,6-cycloheptatrien-1-malonsäure-dimethylester in 60 ml Methanol, das 8 g Natriumhydroxid enthält, rührt man etwa 15 Stunden bei Raumtemperatur. Das Reaktionsgemisch wird dann unter vermindertem Druck . zur Trockene eingedampft und der Rückstand in V/asser gelöst. Der p„ der Mischung wird durch Zugabe von "Dowex-50" (Säureform) auf 5 bis 5,3-eingestellt-. Das Gemisch wird filtriert und das IPiltrat unter vermindertem Druck eingedampft. Man .erhält das gewünschte Produkt. ' '

c) 2-(4-Kethyl-2_t4,6-cycloheptatrien-l-yl)-glycin

Zu einer Lösung von 3,1 g N-Formy 1-2-(4-methy.1-2,4,6-cycloheptatrien-l-yl)-glycin in 40 ml 3n Salzsäure gibt man 25 ml Dimethyli'ormarnid und 10 ml Methanol. Das Gemisch wird erhitzt, bis man eine klare Lösung erhält. Dann fügt man 1 ml konzentrierte SaIz-Bäure hinzu und rührt das Gemisch etwa 15"Stunden bei Raumtemperatur. Durch Zugabe von n-Butanol und Eindampfen unter verminder- -- 009846/1973 .

tem Druck entfernt man. das Lösungsmittel, Ler dunkle kristalline Rückstand wird in V/asser gelöst und an einer "Dowex-50" (Säureform)- Säule absorbiert. Die Säule eluiert man dann rait 2n Ammoniumhydroxid-Lösunfc, und dampft die Eluate zur Trockene ein. Man erhält das gewünschte Produkt, das man durch Suspendieren in wässrigem Methanol und Filtrieren weiter reinigen kann. Das gewünschte Produkt ist in diesem Lösungsinittelgemiscn unlöslich.

d) cY-Amino-(4-methyl-2_>4_g6-cycloheptatrien~l-yl)»methyl" penicillin

Entsprechend den allgemeinen Verfahren und unter Verwendung von 2~(4-Methyl~cyeloheptafcrien-1-yl)-glycin als Ausgangsmaterial erhält man das gewünschte Of-Amino-(4-methy1-2,4,6-cycloheptatrien-l-yl)-methylpenicillin.

0['-*Ainino~(3-chlor-2_t4»6_>-»cycloheptatrien--l-yl)-methylpenicillin Entsprechend dem Verfahren des Beispiels 2, jedoch unter Verwendung einer äquivalenten Menge von Chlortropylium-tetrafluor-™ borat anstelle von Methyltropylium-tetrafluorborat in Teil a), erhält man das gewünschte Sf-Amino-{3-chlor-2,4,6-cycloheptatrien-1-yl )-me thy !penicillin«,'

Beispiel 4

c\'-AminO"(4-brom-2_!>4^--cyGloheptatrien-l-.yl)-»meth.ylperiicillin Entsprechend dem Verfahren des Beispiels 2, jedoch unter Verwendung einer äquivalenten Menge· von Bromtropylium-tetrafluorborat anstelle von Methyltropylium-tetrafluorborat in Teil a), erhält man das gewünschte <y-Ainino-4-brom-2₉4i6-cyclohepta-

■iÄlii;-;.'·" ■ -j? β

trien-1-yl) »me thy !penicillin«,

■■ 00S846/1S73 _QAD

Beispiel 5 '

A-AtHJno-(2,4, S-cycloheptatrien—l-yl)-methylpenicillii:-natriumsalz

Eine Lösung von (X-Amiiio-(2,4»6-cycloheptatrien~l-yl)-methylpenicillin ernält man durch Lösen des Penicillins in'einer äquivalenten Men^e wässrigen O,In Natriumhydroxid. iJie Lösung wird filtriert und lyophilisiert. Man erhält das gewünschte liatriurnsalz des O(-Amino-(2,4yG-cycloheptatrieii-l-yl^-raethylpenicillins.

BAD ORlQtNAt

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Claims (7)

1. Patentansprüche iy Verbindungen der allgemeinen Formel

   NH-- CH CH C CH₃

   in der R ein Wasserstoff- oder Halogenatom oder ein niederer Alkylrest ist und R₁ ein Wasserstoffatom, einen niederen Alkyl

   ^ rest oder ein salzbildendes Ion bedeutet, und derer; Salze.
2. 2. Verbindung nach Anspruch 1, d'a durch gekennzeichnet, dass R und R-, Wasserstoffatome sind.
3. 3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R ein Wasserstoffatom ist und R, ein Natriumatom bedeutet.
4. 4. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R die Methylgruppe ist und R, ein Was-

   * serstoffatom bedeutet.
5. 5. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzei ohne t, dass R ein Chloratom ist und R-, ein Wasserst of fatom bedeutet.
6. 6. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R ein Bromatom ist und R-, ein Wasserstoff atom bedeutet,
7. 7. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

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   dass man eine Amino-2_r4,ö-cycloheptatrienessigsäure der allgemeinen Formel

   in der R die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzt, oder deren aktivierte Form mit einer 6-Aminopenicillansäure der allgemeinen Formel

   -H₂N - CH- CH

   CH COOR₁

   in der R-, die in Anspruch Γ angegebenen Bedeutungen besitzt, kuppelt.

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