DE2065489A1

DE2065489A1 - Cephalosporin c-derivate

Info

Publication number: DE2065489A1
Application number: DE2065489*A
Authority: DE
Inventors: Harold Bernard Hayes; Gerald Lee Huff
Original assignee: Eli Lilly and Co
Current assignee: Eli Lilly and Co
Priority date: 1969-06-26
Filing date: 1970-06-26
Publication date: 1973-10-18
Also published as: FR2051378A5; ZA704029B; PL88885B1; JPS5019557B1; IL34737A; IL34737A0; SU403190A3; SE370702B; BR6914958D0; ES381195A1; GB1313207A; US3641018A; CA976157A; PL92532B1; CH537944A; BE752497A; RO56295A; CS191862B2; NL7009315A; CS191899B2

Description

RAT E N TA N WALTE

DR. I. MAAS

8 MÜNCHEN 40

SGHLEISSHEIMER STR, 299-TEL. 3592201/205

X-3170

Eli Lilly and Company, Indianapolis, Indiana, V.St.A.

Cephalosporin C-Derivate (Ausscheidung aus P 20 31 754.8)

Die Erfindung betrifft als Zwischenprodukte anfallende Cephalosporin C-Derivate.

Die Cephalosporine bilden eine bekannte Gruppe von Antibiotica und werden in großem Umfang zur Behandlung von Krankheiten verwendet. Der einzige Vertreter dieser Gruppe, der durch Fermentation erhalten worden ist, ist Cephalosporin C. Cephalosporin C weist ein geringes Maß an Aktivität auf, weshalb es auf chemischem Wege in andere aktivere Cephalosporine umgewandelt werden muß. Eine Stufe bei einer solchen Modifizierung ist die Entfernung der Adipamylseitenkette von Cephalosporin C, wodurch 7-ACA entsteht.

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Es ist seit langem bekannt, ein Amid mit einem Haloge™ nierungsmittel zu behandeln, um das Amid in ein Iminohalogenid überzuführen, und das Iminohalogenid mit einem Alkohol zu behandeln, um den Iminoäther zu erhalten. Der Iminoäther läßt sich dann leicht zu einem Amin und einem Ester hydrolysieren. Diese Reaktionsfolge ist beispielsweise in Lander*, J„Chem. Soc. 83, 320 (1903) beschrieben.

Aus der USA-Patentschrift 3 188 311 ist ein Verfahren zur Umwandlung von Cephalosporin C in 7-ACA über einen fe cyclischen inneren Iminoäther, der zu 7-ACA hydrolysiert wird, bekannt. Bei diesem Verfahren wurde der als Zwischenprodukt auftretende cyclische Iminoäther nicht über ein Iminohalogenid erhalten. Die gesamte von Lander beschriebene Reaktionsfolge wurde jedoch bereits auf Cephalosporin C angewandt, und die Herstellung von. 7-ACA nach dieser Methode ist in der kanadischen Patentschrift 770 125 und in der "britischen Patentschrift 1 041 985 beschrieben.

Gegenstand der Erfindung sind Cephalosporin C-Derivate die durch die Formel

xo₂c_s

^{2 x} 0

CH(CH,)-CNH-CH-CH CH₉. O

RNH ^0=C-^N. ^C-^CH^-

CO₂X

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gekennzeichnet sind, worin R eine alpha-Halogen- oder alpha,alpha-Dihalogen-Cj-C.-alkanoylgruppe, X H oder R¹ und R' einen C.-C₄-Alkylrest, C^Cg-tert.-Alkylrest, Cc-Cg-tert.-Alkenylrest, C₅-C_g-tert.-Alkinylrest, Phenacylrest, Trichlormethylrest, Benzylrest, Benzhydrylrest, p-Methoxybenzylrest, p-Nitrobenzylrest, Tritylrest, Trimethylsilylrest, DimethylsiIylrest, Methylsilylrest, Triäthylsilylrest, DiäthylsiIylrest oder Äthylsilylrest bedeutet, und die Alkali-, Erdalkali-, Chinolin-, Cyclohexylamine 5-Äthyl-2-methylpyridin, 2-Picolin-, 3-Picolin-, 4-Picolin-, N-Äthylmorpholin-, N-Methylmorpholin-, 2,6-Lutidin-, Ν,Ν-Diäthylcyclohexylamin-, Hexamethylentetramin-, N/N-Dimethylbenzylamin- oder Ν,Ν'-Dibenzyläthylendiaminsalze der Verbindungen, in denen X H bedeutet.

Die erfindungsgemäßen Cephalosporin C-Derivate erhält man durch Einführung einer Schutzgruppe in die Aminogruppe der Adipamylseitenkette, was durch Acylieren mit einer alpha-Halogen- oder alpha,alpha-Dihalogen-C₂-C«-Alkanoylgruppe erfolgt. Die Schutzgruppe leitet sich also von einer C_?-C.-Carbonsäure mit einem oder zwei Halogenatomen am alpha-Kohlenstoffatom ab. Das bevorzugte Halogenatom ist Chlor, es können jedoch auch andere Halogenatome, zum Beispiel Brom und Fluor, verwendet werden. Zu Beispielen für geeignete Schutzgruppen gehören Chloracetyl, Dichloracetyl, Bromacetyl, Fluoracetyl, alpha-Chlorpropionyl, alpha,alpha-Dichlorpropionyl, alpha-Chlorbutyryl und alpha-Chlor-alphamethylpropionyl. Die Chloracety!gruppe wird bevorzugt.

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Um die Schutzgruppe an der Aminogruppe anzubringen, werden übliche Acylierungsmethoden angewandt, wie sie dem Fachmann bekannt sind. Die Acylierung kann mit einem Halogenacylhalogenid oder gemischten Anhydrid durchgeführt werden. Besonders gute Ergebnisse wurden mit einem Acylchlorid, zum Beispiel Chloracetylchlorid, erzielt.

Das Cepahlosporin C kann vor dieser Acylierungsstufe aus der Fermentationsmischung isoliert werden, durch eine solche Isolierung geht der Vorteil, der durch die erfindungsgemäße Verbesserung erzielt wird, teilweise aber verloren. Das höchte Maß an Vorteilen, die die erfindungsgemäße Verbesserung bietet, wird erzielt, wenn Cephalosporin C direkt in der Fermentationsmischung acyliert wird. Die Fermentationsmischung wird vor der Acylierungsstufe vorzugsweise filtriert und kann auch eingeengt werden, um den Umgang mit großen Volumenmengen Wasser zu vermeiden. Es ist also ein Vorteil des erfindungsgeraäßen Verfahrens, daß das Cephalosporin C in der Fermentationsmischung oder als isoliertes kristallines Cephalosporin C oder in jedem dazwischenliegenden Abschnitt acyliert werden kann. Es ist wünschenswert, das Cephalosporin C zu einem frühen Zeitpunkt zu acylieren, um aufwendige Isolierungsarbeiten und Verluste, die bei der Isolierung auftreten, zu vermeiden.

Anschließend wird das N-acylierte Cephalosporin C aus der Acylierungsmischung mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert. Die niederen Ester, zum Beispiel Äthylacetat, n-Propylacetat, Isopropylacetat und see, Butylacetat haben sich als ausgezeichnete Lösungsmittel für diese Extraktion erwiesen. Manchmal ist es vorteilhaft, den Ester mit 1/10 bis 1 Volumen-

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teil eines niederen Alkanols, zum Beispiel Äthylalkohol oder n-ButylalkQhol, zu vermischen.· Die Extraktion wird vorzugsweise bei einem sauren pH-Wert durchgeführt.

Der Extrakt, der das acylierte Cephalosporin C enthält, wird dann basisch gemacht, um ein Salz des N-Halogenalkanoylcephalosporins C zu erzeugen. Dieses Salz scheidet sich aus dem organischen Lösungsmittel beim Rühren, vorzugsweise unter Kühlen der Lösung, ab. Es scheint, ist aber nicht völlig geklärt, daß nur eine Carboxylgruppe des N-acylierten Cephalosporins C unabhängig von der verwendeten Menge an Base in ein Salz übergeführt wird. Zur Bildung des Salzes kann zwar jede Base, zum Beispiel Natriumhydroxid, Natriumacetat, Kaliumcarbonat oder Calciumhydroxid verwendet werden, ein Amin, das mit dem acylierten Cephalosporin C ein festes Salz bildet, wird jedoch bevorzugt. Das Amin kann ein primäres, sekundäres oder tertiäres Amin sein, tertiäre Amine werden jedoch bevorzugt. Amine, die sich als geeignet erwiesen haben, sind beispielsweise Chinolin, Cyclohexylamin, 5-Äthyl-2-methylpyridin, 2-Picolin, 3-Picolin, 4-Picolin» N-Äthylmorpholin, N-Methylmorpholin, 2,6-Lutidin, N,N-Diäthylcyclohexylamin, Hexamethylentetramin, Ν,Ν-Dimethylbenzylamin und N,N¹-Dibenzyläthylendiamin. Chinolin ist das bevorzugte Amin zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Das Salz des N-Halogenalkanoylcephalosporin C wird dann in der im Stande der Technik beschriebenen Weise behandelt, um die Adipamylseitenkette unter Bildung von 7-ACA zu entfernen. Durch Verwendung eines Aminsalzes werden die hohen Verluste an Cephalosporin C, die bei seiner Isolierung aus der Fermentationsmischung

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auftreten, vermieden, und bei der anschließenden Esterherstellung wird eine homogenere Reaktionsmischung erhalten, wodurch sich eine kürzere Reaktionszeit ergibt.

In der nächsten Stufe des Verfahrens werden gegebenenfalls die Carboxylgruppen des acylierten Cephalosporin C blockiert, um ihre Umsetzung mit Reagentien, die in anschließenden Stufen verwendet werden, zu verhindern« Methoden zum Schutz von Carboxylgruppen sind dem Fachmann bekannt. Welche besondere Schutzgruppe verwendet wird, hat keinen Einfluß auf das verbesserte Verfahren nach der Erfindung. Eine weit verbreitete Methode zum Schutz von Carboxylgruppen ist die Veresterung solcher Gruppen, vorzugsweise unter Bildung eines Esters, der zur Regegenerierung der freien Säure nach Durchführung der Seitenkettenabspaltung leicht gespalten werden kann.

Zu leicht abspaltbaren Gruppen gehören beispielsweise der tert.-Buty!ester, Benzylester^ Benzhydry!ester, Trity!ester, p-Methoxybenzylester, Trichloräthy!ester, Phenacylester und SiIy!ester, zum Beispiel Trimethylsilyl, DimethylsiIyI, Methylsilyl, Triäthylsilyl, Diäthylsilyl und Äthylsilyl. Die SiIy!ester sind besonders bevorzugt.

Methoden zur Herstellung von Estern von Carbonsäuren sind dem organischen Chemiker wohl bekannt» Die angewandte Methode hat keine besondere Bedeutung für das verbesserte Verfahren nach der Erfindung, Gute Erfolge wurden bei der Herstellung von Silylestern durch Behandlung eines erfindungsgemäßen Salzes von N-Halogenalkanoylcephalosporin C mit einem Chlorsilan, zum Beispiel Trimethylchlorsilan, DirnethyIdichlorsilan oder

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Äthyltrichlorsilan, in Gegenwart eines Amins als Chlorwasserstoffakzeptor in einem inerten Lösungsmittel, zum Beispiel Chloroform oder Methylenchlorid, erzielt. Dieses Cephalosporin C mit blockierten Carboxyl- und Aminogruppen wird nun mit einem Halogenierungsmittel behandelt, um die 7-Amidogruppe in ein Iminohalogenid überzuführen. Diese Reaktion wird nach bekannten Methoden durchgeführt. Geeignete Halogenierungsmittel sind die Säurehälogenide, besonders die Chloride von Phosphor, Schwefel, Kohlenstoff oder ihren Sauerstoffsäuren. Zu Beispielen für geeignete Säurehalogenide gehören Phosphorpentachlorid, Phosphoroxychlorid, Phosphortrichlorid, Phosgen, Thionylchlorid und Öxalylchlorid. Phosphorpentachlorid wird bevorzugt. Die Reaktion zur Herstellung des Iminohalogenids wird vorzugsweise in Gegenwart eines tertiären Amins, zum Beispiel Chinolin, Pyridin oder Triäthylamin durchgeführt.

Durch die folgenden Beispiele wird das verbesserte Spaltungsverfahren nach der Erfindung näher erläutert. Dabei werden zwei Analysenmethoden verwendet. Die erste Methode ist eine UV-Analysenmethode, die nicht nur Cephalosporin C, sondern auch andere verwandte Stoffe erfaßt, die mit dem Acylierungsreagens reagieren. Die zweite Methode ist eine Nikotinamidmethode, die für Cephalosporin C spezifischer ist, und die Ergebnisse dieser Methode werden zur Berechnung von Ausbeuten verwendet.

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Beispiel 1

1 Liter Cephalosporin C-Fermentationsmischung, die filtriert und mit Ionenaustauscherharz behandelt worden war, zeigte bei der Ultraviolettanalyse einen Gehalt von 89 g cephalosporin-C-artiges Material und bei der Nikotinamidanalyse einen Gehalt von 75,25 g Cephalosporin C. Dieser eine Liter Fermentationsmischung

wurde mit 1 Liter gesättigter Natriumbicarbonatlösung, die 25 ml 25 %-ige Natriumhydroxidlösung und 500 ml Aceton enthielt, versetzt. In einer Zeit von 15 Minuten wurden 500 ml einer Lösung von 72 ml Chloracetyl- W Chlorid in Aceton zugegeben. Während dieser Zugabedauer wurde der pH-Wert zwischen 8,0 und 8^7 gehalten und durch Einstellen in ein Eisbad wurde die Temperatur im Bereich von 20 bis 28 Grad C gehalten. Die Reaktionsmischung wurde nach beendeter Zugabe weitere 15 Minuten lang gerührt. Das Gesamtvolumen der Reaktionsmischung betrug 3070 ml.

1520 ml dieser Reaktionsmischung wurden mit 300 ml Benzol versetzt, und der pH-Wert der Mischung wurde durch Zugabe von -135 ml 6 η Salzsäure auf 3,5 eingestellt. Die Phasen wurden getrennt, und das Benzol fl| wurde verworfen, wodurch 1220 ml wässrige Lösung zurückblieben. Dieses Volumen von 1220 ml wurde in zwei gleiche Teile aufgeteilt, die als Lösung Al und A2 bezeichnet wurden.

Lösung Al wurde mit einer gleichen Volumenmenge Äthylacetat versetzt, und der pH-Wert wurde durch Zugabe von 6 η Salzsäure auf 2,0 eingestellt. Die Phasen wurden getrennt, und es wurde eine zweite Extraktion mit der gleichen Voiumenmenge Äthylacetat

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durchgeführt. Die Äthylacetatextrakte wurden vereinigt und über Natriumsulfat getrocknet, wodurch 1200 ml Äthylacetatlösung erhalten wurden, die aufgrund der Ultraviolettanalyse 11,5 g Aktivität enthielt. Die Äthylacetatlösung wurde mit 16,6 ml Chinolin versetzt, und die Mischung wurde angeimpft. Die Mischung wurde

über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und dann vor dem

Filtrieren abgekühlt. Das feste Produkt wurde mit 25 ml Aceton gewaschen und in einem Vakuumofen getrocknet, wodurch 18,9 g des Chinolinsalzes von N-Chloracetylcephalosporin C erhalten wurden.

Lösung A2 wurde mit 200 ml Aceton und 810 ml Äthylacetat versetzt. Der pH-Wert wurde mit 6 η Salzsäure auf 2,0 eingestellt, und die Phasen wurden getrennt. Nach Trocknen des Äthylacetats über Natriumsulfat wurden 1080 ml Äthylacetatextrakt erhalten, der aufgrund der Ultraviolettanalyse 12,9 g Aktivität enthielt. Diese Lösung wurde mit 18,6 ml Chinolin versetzt, und die Mischung wurde angeimpft. Die Mischung wurde über Nacht gerührt und abgekühlt, bevor die Feststoffe abfiltriert wurden. Das feste Produkt wurde mit Aceton gewaschen und in einem Vakuumofen getrocknet, wodurch 17,8 g des Chinolinsalzes von N-Chloracetylcephalosporin C erhalten wurden.

Weitere 1520 ml der ursprünglichen Reaktionsmischung wurden mit einer gleichen Volumenmenge Äthylacetat versetzt, der pH-Wert wurde durch Zugabe von 235 ml 6n Salzsäure auf 2,0 eingestellt, und die Phasen wurden getrennt. Dann wurde ein zweites Mal mit einer gleichen Volumenmenge Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten Äthylacetatextrakte hatten ein Volumen von

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3000 ml und enthielten aufgrund der Ultraviolettanalyse 30,9 g Aktivität. Die Äthylacetatlösung wurde in drei gleiche Anteile von jeweils 1000 ml aufgeteilt, die
als Lösung Bl, B2 und B3 bezeichnet wurden.

Lösung Bl wurde nach Trocknen über Natriumsulfat mit
15 ml Chinolin versetzt, und die Mischung wurde angeimpft. Die Mischung wurde über. Nacht bei Raumtemperatur gerührt und abgekühlt, bevor das feste Produkt abfiltriert wurde, das nach Waschen mit Aceton und Trocknen 12,6 g des Chinolinsalzes von N-Chloracetylcephalosporin C Ik ergab. Dieses Produkt wurde mit Bl bezeichnet.

Lösung B2 wurde ebenfalls über Natriumsulfat getrocknet und auf ein Volumen von 109 ml eingeengt. Das Konzentrat wurde mit 15 ml Chinolin versetzt, und die Mischung wurde angeimpft und über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Nach Abkühlen der Mischung und Filtrieren wurde der Feststoff mit Aceton gewaschen, wodurch 17,9 g des gewünschten Chinolinsalzes erhalten wurden, das als
Produkt B2 bezeichnet wurde.

Lösung B3 wurde mit 15 ml Chinolin versetzt und ohne

©Trocknen angeimpft. Die Mischung wurde über Nacht
bei Raumtemperatur gerührt und abgekühlt. Nach Abfiltrieren, Waschen mit Aceton und Trocknen wurde festes Produkt B3 in einer Menge von 14,4 g erhalten.

Beispiel 2

1 Liter mit Harz behandelte Cephalosporin C-Fermentationsmischung, die aufgrund der Ultraviolettanalyse 32,5 g

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Aktivität und aufgrund der Nikotinamidanalyse 26,15 g Aktivität enthielt, wurde mit 300 ml Aceton und 100 g trockenem Natriumbicarbonat versetzt, während die Mischung in einem Eisbad mit 10 Grad C gehalten wurde. Der pH-Wert wurde durch Zugabe von 25 %-iger Natriumhydroxidlösung auf 8,5 eingestellt. Unter fortgesetztem Kühlen wurde die Reaktionsmischung in einer Zeit von 15 Minuten mit einer Lösung von 45 ml Dichloracetylchlorid in 255 ml Aceton versetzt. Während der Zugabe wurde der pH-Wert durch Zusatz von 25 %-iger Natriumhydroxidlösung bei 8,0 bis 8,8 gehalten. Nach beendeter Zugabe wurde die Mischung aus dem Eisbad herausgenommen und 20 Minuten bei 20 Grad C gerührt. Dann wurde der pH-Wert mit 6 η Salzsäure auf 3,5 eingestellt, und es wurden 70 ml Äthylacetat zur Extraktion zugegeben, während der pH-Wert weiter mit 6 η Salzsäure auf 1,9 eingestellt wurde. Diese Mischung wurde 15 Minuten lang gerührt und zur Trennung zentrifugiert. Die Äthylacetatphase hatte ein Volumen von 1940 ml und wies aufgrund der Ultraviolettanalyse 12,8 g Aktivität auf. Der Äthylacetatextrakt wurde mit 41 ml Chinolin in zwei ungefähr gleichen Anteilen versetzt, und die Mischung wurde angeimpft. Nach Stehen im Kühlschrank über das Wochenende wurde die Mischung.filtriert, und die Feststoffe wurden mit Aceton gewaschen und bei 35 Grad C in einem Vakuumofen getrocknet, wodurch 20,6 g des Chinolinsalzes von N-Dichloracetylcephalosporin C erhalten wurden.

Beispiels

Die Arbeitsweise von Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei das Dichloracetylchlorid durch 2-Chlorpropionylchlorid

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ersetzt wurde. Die Temperatur stieg während der Zugabe auf 40 Grad C an, und der pH-Wert, der schwer zu steuern war, schwankte zwischen 7,5 und 9,3. Als Produkt der Umsetzung wurde das Chinolinsalz von N(2-Chlorpropionyl)-Cephalosporin C erhalten.

Beispiel 4

Nach der Arbeitsweise von Beispiel 2 wurden mit 4400 ml Fermentationsmischung, die aufgrund der Ultraviolettanalyse 145 g Aktivität enthielt, und 133 ml Chloracetylchlorid 11800 ml Äthylacetatextrakt erhalten, der 123,4 g N-Chloracetylcephalosporin C enthielt. Dieser Extrakt wurde in aliquote Anteile von 1 Liter geteilt, von denen jeder 17 mMol acyliertes Cephalosporin C enthielt und mit einem anderen Amin behandelt wurde, um verschiedene Aminsalze von N-Chloracetylcephalosporin C zu erhalten. Die zur Herstellung der Aminsalze angewandte Arbeitsweise bestand darin, 68 mMol des Amins zuzugeben, die Mischung anzuimpfen und über Nacht zu rühren, abzukühlen und zu filtrieren. Die Produkte wurden mit Aceton gewaschen und in einem Vakuumofen getrocknet. In einigen Fällen wurde ein öl erhalten, das mit Aceton verrieben werden mußte, um ein festes Produkt zu erhalten. Auf diese Weise wurden folgende Salze hergestellt:

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A» Chinolinsalz von N-Chloracetylcephalosporin C

B. 2-Picolinsalz von N-Chloracetylcephaiosporin C

C. 3-Picolinsalz von N-Chloracetylcephalosporin C

D. 4-Picolinsalz von N-Chloracetylcephalosporin C

E. N-Äthylmorpholinsalz von N-Chloracetylcephalosporin C

F. N-Methylmorpholinsalz von N-Chloracetylcephalosporin C

G. 2,6-Lutidinsalz von N-Chloracetylcephalosporin C

H. Diäthylcyclohexylaminsalz von N-Chloracetylcephalosporin C

I. Ν,Ν-Dimethylbenzylaminsalz von N-Chloracetylcephalosporin C

Beispiel 5

4 Liter filtrierte Fermentationsmisehung mit einem pH-Wert von 4,4, die aufgrund der Nikotinamidanalyse 5,77 mg Cephalosporin C pro ml enthielt, wurden in einem Eisbad gekühlt. Die kalte Mischung wurde mit 20 g Natriumboratdecahydrat und 1200 ml Aceton versetzt. Durch Zugabe von 25 %-iger Natriumhydroxidlösung wurde der pH-Wert der Mischung auf 8,5 eingestellt. Die kalte Mischung wurde langsam mit einer Lösung von 74 ml Chloracetylchlorid in 600 ml Aceton versetzt, während der pH-Wert bei 8,5 gehalten wurde.

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Nach beendeter Zugabe wurde die Mischung weitere 30 Minuten lang gerührt, wobei der pH-Wert bei 8,5 gehalten wurde. Durch Zugabe von 25 %-iger Schwefelsäure wurde der pH-Wert auf 4,5 vermindert, 6800 ml Äthylacetat wurden zugegeben, und der pH-Wert wurde durch Zugabe von weiterer Schwefelsäure auf 2,0 gesenkt. Nach 15 Minuten langem Rühren hatte sich eine Emulsion gebildet, und die Phasen wollten sich nicht trennen. Die Emulsion wurde mit 200 ml Aceton und 150 ml eines handelsüblichen Demulgators versetzt. Die Phasen wurden getrennt, und die wässrige Phase wurde ein zweites Mal mit 1 Liter Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten Äthylacetatextrakte hatten ein Gesamtvolumen von 9,6 Liter. Dieses Volumen wurde auf 4,5 Liter eingeengt und auf zwei Bechergläser verteilt. In jedes Becherglas wurden 70 ml Chinolin gegeben, und die Mischung wurde über Nacht gerührt. In einem Becherglas bildeten sich Kristalle, während sich in dem anderen ein öl abgeschieden hatte. Die überstehende Flüssigkeit wurde von dem öl abdekantiert und angeimpft. Dann wurde die Lösung eingeengt, bis sich Feststoffe zu bilden begannen. Die Mischung wurde mit der Hälfte vereinigt, in der sich vorher Kristalle gebildet hatten. Die erhaltene Mischung wurde 1 Stunde gerührt und gekühlt und dann filtriert. Das feste Chinolinsalz von N-Chloracetylcephalosporin C wurde mit einer kleinen Menge Aceton gewaschen und in einem Vakuumofen mit 40 Grad C getrocknet, wodurch 15,3 g Produkt erhalten wurden.

Beispiel 6

10 Liter filtrierte Fermentationsmischung wurden auf pH 6>2 eingestellt und in einem Schnellverdampfer auf 1,8 Liter eingeengt. Die Ultraviolettanalyse ergab, daß dieses Konzentrat 46,5 g Cephalosporin C-Aktivität

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pro Liter enthielt. Das Konzentrat wurde in einem Eisbad gekühlt und mit 18 g Natriumboratdecahydrat und 540 ml Aceton versetzt. Der pH-Wert wurde mit 25 %-iger Natriumhydroxidlösung auf 8,5 eingestellt. Dann wurde langsam eine Lösung von 56,5 ml Chloracetylchlorid in 4085 ml Aceton zugegeben, wobei der pH-Wert durch Zusatz von 25 %-iger Natriumhydroxidlösung bei 8,5 bis 9,0 gehalten wurde. Nach beendeter Zugabe wurde die Mischung 15 Minuten lang gerührt und dann mit 1530 ml Äthylacetat versetzt und mit 25 %-iger Schwefelsäure auf pH 2,0 eingestellt. Nach 15 Minuten langem Rühren der Mischung wurden die Phasen durch Zentrifugieren getrennt. Nach einer zweiten Extraktion mit 1500 ml Äthylacetat wurden die beiden Äthylacetatextrakte vereinigt und ergaben ein Gesamtvolumen von 3825 ml. Die vereinigten Extrakte wurden auf 750 ml eingeengt und dann mit 1 Liter Äthylacetat, das mit Wasser gesättigt war, versetzt. Hierauf wurden 100 ml Chinolin zugegeben, die Mischung wurde im Kühlschrank gekühlt, und der Feststoff wurde abfiltriert, mit 200 ml Aceton gewaschen und bei 40 Grad C in einem Vakuumofen über Nacht getrocknet, wodurch 51,3 g des Chinolinsalzes von N-Chloracetylcephalosporin C erhalten wurden.

Beispiel 7

Der pH-Wert einer Lösung von 4,6 g des Natriumsalzes von Cephalosporin C mit einer Reinheit von 89 % in 30 ml Wasser wurde durch Zugabe von 20 %-iger Natriumhydroxidlösung auf 9,0 eingestellt. Dann wurde tropfenweise eine Lösung von 1,3 ml Chloracetylchlorid in 8,7 ml Aceton zugegeben, während der pH-Wert durch Zusatz von 10 %-iger Natriumhydroxidlösung bei 8,0 bis 9,3 gehalten wurde. Die Zugabe erforderte etwa 15 Minuten, und anschließend wurde die Mischung weitere 5 Minuten gerührt. Hierauf wurde der pH-Wert mit 6 η Salzsäure auf 6,5 eingestellt, 80 ml Äthylacetat wurden

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zugegeben, und der pH-Wert wurde mit 6 η Salzsäure auf 2,0 gesenkt. Nach 5 Minuten langem Rühren wurden die Phasen getrennt, und die Äthylacetatphase wurde über Natriumsulfat getrocknet.. Eine gesättigte methanolische Lösung von Natriumacetat wurde bis zu einem pH-Wert von 7,2 zugesetzt, der beim Rühren auf 7,7 anstieg. Der abgeschiedene weiße Feststoff wurde nach Abkühlen abfiltriert und in einem Exsikkator über Nacht getrocknet, wodurch 2,5 g des Natriumsalzes von N-Chloracetylcephalosporin C erhalten wurden.

Sobald verbessertes Ausgangsmaterial hergestellt ist, kann dieses in der im Stand der Technik beschriebenen Weise zur Herstellung eines carboxylgeschützten Derivats behandelt werden, das durch Behandlung mit einem HaIogenierungsmittel in ein Iminohalogenid übergeführt wird. Anschließend wird das Halogenid durch Behandlung mit einem Alkohol in einen Iminoäther und der Iminoäther durch Hydrolyse in 7-ACA umgewandelt. Diese Stufen werden durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiele

Eine Aufschlämmung von 7,19 g des Produkts Al von Beispiel 1 in 72 ml alkoholfreiem Chloroform wurde unter Rühren mit 8 ml Chinolin und 5,4 ml Dichlordimethylsilan versetzt. In etwa 30 Sekunden bildete sich eine klare Lösung, das Rühren wurde jedoch 40 Minuten lang fortgesetzt. Dann wurde die Reaktionsmischung auf -22 Grad C abgekühlt und mit 4,5 g Phosphorpentachlorid versetzt. Nach 2 Stunden langem Rühren bei -22 Grad C wurde die Mischung auf -32 Grad C abgekühlt

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und mit 25 ml n-Propanol versetzt, was zu einem Temperaturanstieg führte. Die Mischung wurde auf -22 Grad C abgekühlt und zwei Stunden lang gerührt. Dann wurde die Mischung zweimal extrahiert, zuerst mit 40 ml destilliertem Wasser und dann mit 25 ml destilliertem Wasser. Die vereinigten Wasserextrakte wurden mit einer gleichen Volumenmenge Chloroform versetzt, und dann wurden die Phasen getrennt. Der pH-Wert der wässrigen Phase wurde durch Zugabe einer gesättigten Ammoniumbicarbonat lösung von 0,8 auf 3,5 eingestellt. Die abgeschiedene 7-ACA wurde abfiltriert, mit 25 ml kaltem 50 %-igem Methanol und anschließend mit 25 ml kaltem Aceton gewaschen und über Nacht in einem Vakuumofen bei 35 Grad C getrocknet. Es wurden 2,4 g Produkt mit einer durch Ultraviolettanalyse bestimmten Reinheit von etwa 93 % erhalten.

Beispiel 9

Die Arbeitsweise von Beispiel 8 wurde mit 7,19 g Produkt A2 von Beispiel 1 wiederholt. Es wurden 2,2 g 7-ACA erhalten.

In der gleichen Weise wurden 2,5 g 7-ACA aus 7,19 g Produkt Bl von Beispiel 1, 2,01 g 7-ACA aus 7,19 g Produkt B2 von Beispiel 1 und 2,1 g 7-ACA aus 6,3 g Produkt B3 von Beispiel 1 erhalten.

Beispiel 10

Nach der Arbeitsweise von Beispiel 8 wurden aus 7,5 g N-Dichloracetylcephalosporin C-Chinolinsalz von Beispiel 2

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2,06 g 7-ACA erhalten.

Beispiel 11

Eine Aufschlämmung von 4 g des 2-Chlorpropionylderivats von Beispiel 3 in 47 ml Chloroform wurde unter Rühren mit 5 ml Chinolin und 3,4 ml Dichlordimethylsilan Versetzt. Die Mischung wurde 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und dann auf -22 Grad C abgekühlt. Der abgekühlten Mischung wurden unter Rühren 2,84 g Phösphorpentachlorid zugesetzt, und das Rühren wurde 2 Stunden fortgesetzt. Nach Zugabe von 16 ml n-Propanol zu der Mischung wurde weitere 2 Stunden bei - 22 Grad C gerührt, Die Reaktionsmischung wurde zweimal mit Wasser in Mengen von 25 ml und 16 ml extrahiert, und die vereinigten wässrigen Extrakte wurden mit einer gleichen Volumenmenge Chloroform gewaschen. Dann wurde der pH-Wert der wässrigen Phase durch Zugabe einer gesättigten Ammoniumbicärbonatlösung auf 3,5 eingestellt, wodurch 7-ACA abgeschieden wurde. Das Produkt wurde abfiltriert, mit 16 ml kaltem 50 %-igem Methanol und 15 ml kaltem Aceton gewaschen und dann 3 Stunden bei 35 Grad C in einem Vakuumofen getrocknet. Die Ausbeute an 7-ACA betrug . 1,02 g.

Beispiel 12

Die verschiedenen in Beispiel 4 hergestellten Aminsalze von N-Chloracetylcephalosporin C wurden nach der in . den Beispielen 8 und 1.1 beschriebenen Arbeitsweise in 7-ACA übergeführt. Die erzielten Ergebnisse zeigt die folgende Tabelle, in der das Amin die Menge des als Ausgangsstoff verwendeten Aminsalzes in mMol und

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die erhaltene Menge an 7-AGA in Gramm angegeben sind.

Amin	mMol Salz	g 7-ACA
Chinolin	10	1,65
2-Picolin	10	1,24
3-Picolin	10	1,68
4-Picolin	7	0,45
N-Äthylmorpholin	10	1,03
N-Methylmorpholin	10	1,35
2,6-Lutidin	6,7	0,2

Beispiel 13

Eine Aufschlämmung von 21,9 g des Produkts von Beispiel 5 in 220 ml alkoholfreiem Chloroform wurde unter Rühren mit 34,3 ml Chinolin und 21,5 ml Dichlordimethylsilan versetzt, Nach 40 Minuten langem Rühren wurde die Mischung auf -15 Grad C abgekühlt und mit 13,5 g Phosphorpentachlorid versetzt. Das Rühren wurde 2 Stunden bei -15 bis -20 Grad C fortgesetzt, dann wurden 75 ml n-Propanol zugegeben, und die Mischung wurde weitere 2 Stunden bei -15 bis -20 Grad C gerührt. Die Mischung wurde mit 98 ml destilliertem Xtfasser extrahiert, und der pH-Wert des wässrigen Extrakts wurde durch Zugabe von 24 ml konzentriertem Ammoniumhydroxid in einem Eisbad auf 0,7 bis 3,6 eingestellt. Die Mischung wurde über Nacht im Kühlschrank stehengelassen und dann filtriert. Der Filterkuchen wurde mit 20 ml 50 %-igem kaltem wässrigem Methanol und anschließend mit 40 ml kaltem Aceton gewaschen. Der Feststoff wurde über Nacht bei 40 Grad C in einem Vakuumofen getrocknet, wodurch 5,44 g 7-ACA erhalten wurden.

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Beispiel 14

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 13 wurde mit 47,5 g des Produkts von Beispiel 6 wiederholt. Die Ausbeute an 7-ACA betrug 13,02 g.

Das folgende Beispiel erläutert die Vorteile, die durch Verwendung eines Aminsalzes erzielt werden. In den vorstehenden Beispielen wurde die 40 Minuten lange Reaktionsdauer nach dem. Stand der Technik zur Herstellung des Silylesters aus dem Aminsalz angewandt. Das folgende Beispiel zeigt, daß eine weit kürzere Reaktionszeit aus-" reicht.

Beispiel 15

Eine Aufschlämmung von 9,5 mMol des Chinolinsalzes von N-Chloracetylcephalosporin C in 70 ml alkoholfreiem Chloroform wurde unter Rühren mit 8 ml Chinolin und 5,4 ml Dichlordimethylsilan versetzt. Die Reaktionsmischung wurde 5 Minuten lang gerührt, dann auf -22 Grad C gekühlt und mit 4,5 g Phosphorpentachlorid versetzt. Nach 2 Stunden langem Rühren bei - 22 Grad C wurden 25 ml n-Propanol zugegeben, und das Rühren wurde weitere 2 3/4 Stunden fortgesetzt. Die Reaktionsmischung wurde zweimal mit 40 und 25 ml Wasser extrahiert. Die vereinigten wässrigen Extrakte wurden mit einer gleichen Volumenmenge Chloroform gewaschen, und dann wurde der pH-Wert zur Abscheidung von 7-ACA durch Zugabe einer gesättigten Ammoniumbicarbonatlösung auf 3,7 eingestellt. Die Mischung wurde über Nacht in einem Kühlschrank stehengelassen und dann filtriert. Der Filterkuchen wurde

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mit 25 ml kaltem wässrigem Methanol und anschließend mit 25 ml kaltem Aceton gewaschen und in einem Vakuumofen bei 35 Grad C getrocknet, wodurch 1,98 g 7-ACA erhalten wurden. Diese Arbeitsweise wurde mit identischen Ausgangsstoffen und unter identischen Bedingungen wiederholt mit der Ausnahme, daß die Mischung nach Zugabe des Chinolins und Dichlordimethylsilans 40 Minuten statt 5 Minuten wie im vorhergehenden Versuch gerührt wurde. Die Ausbeute an 7-ACA bei dieser Reaktion betrug 1,99 g im Vergleich zu 1,98 g bei Anwendung der kürzeren Reaktionszeit.

Beispiel 16

Eine Suspension von 5,14 g des Natriumsalzes von N-Chloracetylcephalosporin C (wie in Beispiel 7 beschrieben hergestellt) in 38 ml Chloroform wurde mit 8 ml Chinolin und 3,6 ml Dichlordimethylsilan versetzt. Die Reaktionsmischung wurde 40 Minuten lang gerührt, auf - 22 Grad C gekühlt und mit 4,5 g Phosphorpentachlorid versetzt. Diese Mischung wurde 2 1/2 Stunden bei -22 Grad C gerührt, auf -35 Grad C abgekühlt und mit 25 ml n-Propanol versetzt, Nach 2 Stunden langem Rühren bei -22 Grad C wurden 40 ml Wasser zugegeben und die Phasen getrennt. Nach einer zweiten Extraktion mit 25 ml Wasser wurden die wässrigen Extrakte vereinigt und mit Chloroform rückextrahiert. Dann wurde der pH-Wert der wässrigen Phase durch Zugabe einer gesättigten Ammoniumbicarbonatlösung auf 4,0 eingestellt. Die abgeschiedene 7-ACA wurde abfiltriert, mit 25 ml 50 %-igem wässrigem Methanol und 25 ml Aceton gewaschen und in einem Vakuumofen getrocknet. Die Ausbeute betrug 1,6g.

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Im dem verbesserten Spaltungsverfahren nach der Erfindung werden als Zwischenprodukte neue Cephalosporin C-Derivat<e erhalten. Diese neuen Zwischenprodukte sind Verbindungen der Formel

^Η02°. Ο .S-

Il

CH(CH₀)-CNH-CH-CH CH₀

S ti

RNH

O=C- N .C-CH₀OCCH₀

Xc^ ³

CO₂H

oder

R¹O₂C

CH(CH₂)₃CNH-CH-CH

RNH O=C- N C-CH₀OCCH

CO₂R¹

worin R eine alpha-Halogen- oder alpha,alpha-Dihalogen-C₂-C₄-alkanoylgruppe und R' einen Cj-C^-Alkylrest, C₄-Cg- tert.-Alkylrest, Cg-Cg-tert.-Alkenylrest, Cg-Cg-tert.-Alkiny1-rest, Phenacylrest, Trichloräthylrest, Benzylrest, Benzhydrylrest, p-Methoxybenzylrest, p-Nitrobenzylrest, Tritylrest, Trimethylsilylrest, Dimethylsilylrest, Methylsilylrest, Triäthylsilylrest, Diäthylsilylrest oder Sthylsilylrest bedeutet, und die Alkali-, Erdalkali-, Chinolin-, Cyclohexylamin-, 5-Xthyl-2-methylpyridin-_i, 2-Picolin-, 3-Picolin-, 4-Picolin-, N-Äthylmorpholin-, N-Methylmorpholin-, 2,6-Lutidin-, N,N-Diäthylcyclohexylamin-, Hexamethylentetramin-, Ν,Ν-Dimethylbenzylamin- oder N,N'-Dibenzyläthylendiaminsalze der Säuren. 3 0 9842/113 8

PE¹ ιίίΙ»!"::::!' > ": ..τ, ■■

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Zu Beispielen für geeignete Halogenalkanoylgruppen gehören Chloracetyl, Dichloracetyl, 2-Chlorpropionyl und 2-Chlorbutyryl. R¹ dient als Carboxylschutzgruppe und ist nicht von besonderer Bedeutung. Vorzugsweise wird eine Carboxylschutzgruppe verwendet, die sich nach beendeter Umsetzung zur Erzeugung der freien 7-ACA leicht entfernen läßt. Der Schutz von Carboxylgruppen ist sowohl allgemein als auch in der Cephalosporinchemie wohlbekannt. Weitere geeignete CarboxyIschutzgruppen außer den oben besonders genannten Gruppen sind beispielsweise Methyl, tert.-Butyl, 3-Methyl-3-butenyl und 3-Methyl-3-butinyl. Wie für den Fachmann ersichtlich ist, gibt es weitere Carboxylschutzgruppen, die den genannten äquivalent sind. Alkali- und Erdalkalisalze der Säure sind beispielsweise das Natrium-, Kalium-, Calcium- oder Bariumsalz.

Die bevorzugten Zwischenprodukte sind solche, in denen R den Chloracetylrest und R¹ eine Silylgruppe bedeutet, und das Chinolinsalz von N-Chloracety!cephalosporin C.

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Claims

Patentansprüche

1. Cephalosporin C-Derivate der allgemeinen

Formel

" X ■

CH(CH₀)-CNH-CH-CH CH₀

18 I Il

RNH O=C-N C-CH.-OCCH.

CO₂X

worin R eine alpha-Halogen- oder alpha,alpha-Dihalogen- C₂-C₄-alkanoylgruppe, X H oder R¹ und R¹ einen Cj-C₄-Alkyl-, C₄-C_g-tert.-Alkyl-, Cg-Cg-tert.-Alkenyl, C₅-Cgtert.-Alkinyl-, Phenacyl-, Trichlormethyl-, Benzyl-, Benzhydryl-, p-Methoxybenzyl-, p-Nitrobenzyl-, Trityl-, TrimethylsiIyI-, Dimethylsilyl-, Methylsilyl-, Triäthylsilyl-, Diäthylsilyl- oder Äthylsilylrest bedeutet, und die Alkali-, Erdalkali-, Chinolin-, Cyclohexylamin-, 5-Äthyl-2-methylpyridin-, 2-Picolin-, 3-Picolin-, 4-Picolin-, N-Äthylmorpholin-, N-Methylmorpholin-, 2,6-Lutidin-, Ν,Ν-Diäthylcyclohexylamin-, Hexamethylentetramin, Ν,Ν-Dimethylbenzylamin- oder N,N'-Dibenzyläthylendiaminsalze der Verbindungen, in denen X H bedeutet.

2. Chinolinsalz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R den Chloracetylrest bedeutet.

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3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/daß R den Chloracetylrest und R¹ den Dirne thylsilylrest bedeutet.

4, Verbindung nach Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet, daß R den Chloracetylrest und R¹ den·Äthylsilylrest bedeutet.

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