DE2130730A1 - Bicyclische ss-Lactame und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Bicyclische ss-Lactame und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
U..Z..: G 206 C (Do/Vo/Ge) . - 21. Juni 1971
HAPOPORO? OASE 2
THB REGENTS OF THE UNIVERSITY OF CALIFORNIA . Berkeley, California-, V.St.A.
"Bicyclisclie ^-Lactame und Verfahren zu ihrer Herstellung"
Priorität: 22. Juni 1970, V.St.A., Nr. 48 550
Die Erfindung betrifft neue bicyclisclie ß-lactame der allgemeinen
Formel (.1)
O Il
RO-C-
(I)
in der R ein Wasserstoffatom, einen C^.-Alkylrest, die Benzyl-,
p-Methoxybenzyl- oder Trichloräthylgruppe ist und Y zusammen
mit den beiden Ringen gemeinsamen Atomen einen 5- oder 6-glied-
rigen Ring bedeutet.
109852/1967
Vorzugsweise stellt Y den Rest
' , ^. S^ ,CH3 " W
CH-COOR1
COOR1
dar, wobei η die Zahl 3 oder 4 ist und R^ die gleiche Bedeutung
hat wie R und mit R gleich oder von R verschieden ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der bicyclischen ^-Lactame der allgemeinen Formel (I), das
dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein cyclische o(-Ketoamid
der allgemeinen Formel (II) ·
(ΐϊ)
Ν" J
in der Y die vorgenannte Bedeutung hat, bei einem pH-Wert von 5 bis 9 der Oxydation unterwirft. ' '
Me Reste R und R1. stellen ein Wasserstoffatom oder leicht abspaltbare
Gruppen dar, vorzugsweise geradkettige oder verzweigte C1 .-Alkylreste, wie die Methyl-, Äthyl- oder tert.-Butylgruppe,
die Benzyl-, p-Methoxybenzyl- oder Trichloräthylgruppe.
109852/196 7
Beispiele für ,erfindungsgemäß herstellbare /S-Lactame der allgemeinen
Formel (i) sind 8-0x0-1 -azabicyclo-/^.2.. 0/-octane,
7-Oxo-i -azabicyclo-/^. 2.0_/-heptane, 7-0xo-4-thia-1-azabicyclo-/3,2.o/-heptane
oder 8-0xo-5-thia-1-azabicyclo-/4.2,0/-octene.
Spezielle Beispiele sind
3-Garboxy-1,4-tetramethylen-2-azetidinon,
3-Carbomethoxy-1,4-tetramethylen-2-azetidinon,
3-Carboxy~1,4-trimethylen-2-azetidinon,
3-Garbomethoxy-1,4-trimetliylen-2-azetidinon,
3-Methyl-8-oxo-1-aza-5-thiabicyclo-/4.2.O/-oct-2-en-2,7-dicarbonsäure,
2-Carbomethoxy-3-methyl-8-oxo-1-aza-5-thiabicyclo-/4*2.0/-oct-2-en-7-carbonsäure,
2-tert.-Butoxycarbonyl-3-methyl-8-oxo-1-aza-5-tMabicyclo-/4.2,0_/-oct-2-en-7-carbonsäure,
\
2-Irichloräthoxyearbonyl-3~methyl-8-oxo-1-aza-5-"fchiabicyclo-/4.2.0/-oct-2-en-7-carbonsäure,
3,3-I)imethyl-7-oxo-1-aza-4-tliiabicyclo-/3.2.07-lieptan-2,6-dicarbonsäure,
2-Carbomethoxy-»3,3-dimethyl-7-oxo-1 -aza-4-thiabicyclo -/3.2.0/-lieptan-6-carbonsäure
oder
2-Carbobenzoxy-3,3-dimethyl-7-oxo-1-aza-4-thiabicyclo -/3.2.0/-heptan-6-carbonsäure.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden solche Oxydationsmittel verwendet, die gegenüber 1,2-Glykolen
wirksam sind. Vorzugsweise wird die Oxydation mit Perjodaten,
Wismutaten, Bleitetraacetat oder Jodosobenzoldiacetat in wäßriger
oder wäßrig-alkoholischer Lösung,unter Verwendung niederer
10985 27 1967
Alkanole, wie Metha- '
nol oder Äthaiiolj in Gegenwart eines Puffers, wie eines Alkaliborats
oder -phosphate, bei Temperaturen von 0 bis 4O0C über
einen Zeitraum von 6 bis 24 Stunden durchgeführt. Insbesondere
erfolgt die Oxydation des o<-Ketoamids der allgemeinen Formel
(II) mit einem Perjodat, z.B. Natriummetaperjodat, in wäßriger,
z.B. mit Natriumphosphat gepufferter Lösung, bei Raumtemperatur,
d.h. bei Temperaturen von etwa 20 bis 3O0O. Für
die Durchführung des Verfahrens der Erfindung sind jedoch auch andere Oxydationsmittel, wie Chromsäure in Pyridin als Lösungsmittel,
geeignet.
Bei der Aufarbeitung des Reaktionsgemisches nach üblichen Verfahren,
die auch die Entfernung von überschüssigem Oxydationsmittel beinhalten, erhält man das durch Bildung einer Carboxylgruppe
und Ringverkleinerung entstandene, in 3-Stellung Carboxy-substituierte
yß-Lactam der allgemeinen Formel (I).
Zur Herstellung der gewünschten ß-Lactame der allgemeinen Formel
(I) werden entweder solche Ausgangsverbindungen verwendet, in denen R. bereits den gewünschten Substltuenten darstellt,oder
der Substituent R- wird erst nach der· Herstellung des β-Lactams
gegen den "gewünschten Substituenten ausgetauscht. Hierbei lassen sich die Ester nach den üblichen Verfahren in die freien
Säuren umwandeln. . ..
Bei der Auswahl der Ausgangsverbindungen der allgemeinen Formel
(II) kann Y zusammen mit den beiden Ringen gemeinsamen Atomen
einen beliebigen 5- oder 6-gliedrigen Ring bilden, solange
dieser Ring nicht die erfindungsgemäß durchgeführte Ringverkleinerung beeinflußt oder selbst von der Ringverkleinerung
109852/1967
verändert wird. So kann Y z.B. Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder
Schwefelatome enthalten und kann Substituenten, wie Alkyl- oder
Carboalkoxyreste, Carboxygruppen oder andere Substituenten tragen.
Bei Verwendung von (X-Ketoamiden der allgemeinen Formel (II),
in der Y einen ein Schwefelatom enthaltenden Rest darstellt,
kann während der Oxydation Sulfoxidbildung stattfinden. In
diesem Pail kann man das SuIfoxid mit Acetylchlorid/Natriumdithionit
in Dimethylformamid reduzieren und anschließend chromatographisch reinigen.
Bei den oi-Ketoamiden der allgemeinen Formel (II) handelt es sich
um neue Verbindungen, die nach Maßgabe von Y auf verschiedene Weise hergestellt werden können. Zur Herstellung von <X-Ketoamiden
der allgemeinen Formel (II), in der Y den Eest ~(GHp^n""
bedeutet, wird ein Niederalkylester der 2-Piperidylessigsäure
oder 2-Pyrrolidylessigsaure mit einem Oxalsäure-di-(niederalkyl)-r
ester zum 1-Öarboalkoxy-2,3-dioxo-octahydropyrrocolin bzw. >
-pyrrolizidin kondensiert. Diese Verbindungen werden z.B. durch
Erhitzen in Gegenwart von Mineralsäuren zu den entsprechenden 2,3-Dioxoderivaten decarboxyliert.
Zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel (II), in der Y den Rest
-CH-COOR1
109852/1967
bedeutet, wird D-(-)-penicillamin in Gegenwart von Trifluoressigsäure
mit einem/3^5-Dialkoxypropionsäure-niederalkylester
zu 2-Carl)oalkoxymethyl-4—oarboxy-5-dimeth.yithiazolidin umgesetzt,
das mit einem Oxalsäure-di-(niederalkyl)-ester zum 7-Carboalkoxy-3-carboxy-2-dimethyl-5,6-dioxopyrrolo-/2,1-Ia/-thiazol
kondensiert wird. Nach der Decarboxylierung dieser Verbindung z.B. durch Erhitzen in Gegenwart von Mineralsäuren,
erhält man das gewünschte 3-Carboxy-2-dimethyl-5,6-dioxopyrrolo-/2,1-b/-thiazol,
das nach üblichen Verfahren in die Ester um-
gewandelt werden kann. Man kann auch das 2-Carboalkoxymethyl-4-carboxy-5-dimethylthiazolidin
mit einem Niederalkylester des
Oxalylmonochlorids. zum 2-Carboalkoxymethyl-3-alkoxyoxalyl-4-carboxy-5-dimethylthiazolidin
umsetzen, das anschließend durch Erhitzen mit einem Alkalialkoholat mit niederem Alkylrestj
wie Natriumäthylat, . in das T-Carboälkoxy-^-carboxy^-dimethyl-
- 5j6-dioxopyrrolo-/2,1-b7-thiazol überführt wird. Bei der Decarboxylierung
durch Erhitzen in Gegenwart von Mineralsäuren erhält man das 3-Oarboxy-2-dimethyl-5,6-dioxopyrrolo-/2,1—bJ7-
\ thiazol.
Das Dioxopyrrolo-/^,1-b7-thiazol läßt sich auch erhalten, indem
man einen Niederalkylester der 2-0xo-4-niederalkoxyr-3-butensäure
mit D-(-)-penicillamin zum 4-Carboxy-5-dimethyl-2-niederalkoxy-
oxalylmethylthiazolidin kondensiert, das nach Behandlung mit
einem Alkaliälkqholat mit niederem Alkylrest durch Erhitzen in
Gegenwart von Mineralsäuren decarboxyliert wird.
Die Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel (II),
in der Y den Rest
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CH2
C
C
COOR1
bedeutet, erfolgt, indem man ein Niederalkoxycarbonylthioacetainid
mit einem Hiederalkylester der ot-Oxo-ß-methylenbuttersäure
in Gegenwart eines inerten organischen lösungsmittels, wie Dioxan,
das mit Chlorwasserstoff gesättigt ist, zu einem 4-Carboalkoxy-5-methyl-6H-1,3-thiazin-2-yl-essigsäureniederalkylester
kondensiert. Diese "Verbindung wird mit einem iTiederalkylester
des Oxalylmonochlorids zum 4-CaTbOaIkOXy^-EIkOXyOXaIyI-S-methyl-2,3-dihydro-6H-1,3-thiazin~2-yliden-essigsäureniederal—
kylester umgesetzt, der anschließend mit Äluminiumamalgam zum
entsprechenden Dihydrothiazin-2-essigsäureester reduziert wird. Diese. Verbindung wird dann durch Erhitzen mit einem Alkalialkoholat
mit niederem Alkylrest der Ringschlußreaktion zum 4,8-Dicarboalkoxy-6,7-dioxo-3-methyl-2H-pyrrolo-/2,1
-b_7-thiazin unterworfen. Nach der Decarboxylierung in Gegenwart von Mineralsäuren
erhält man das 4-Carboxy-6,7-dioxo-3-methyl-2H-pyrrolo-/2,1-bT-thiazin.
" . ,
Die Beschreibung bezieht sich zwar auf solche Verbindungen der allgemeinen Formel (II), in der R- einen Niederalkylrest darstellt;
es ist jedoch offensichtlich, daß in ähnlicher Weise auch beliebige andere Ester hergestellt werden können. Alle
Ester lassen sich nach üblichen Verfahren in die freien Säuren überführen.
Die ß-Lactame der allgemeinen Formel (I) sind wertvolle Ausgangsverbindungen
für die Herstellung von Verbindungen mit antimikrobieller Wirksamkeit, insbesondere von bekannten Penicillin-
und Cephalosporinderivaten. Die Carboxylgruppe des Lactamrings derjenigen Verbindungen der allgemeinen Formel (I), in der R1
kein Wasserstoffatom darstellt, läßt sich in bekannter Weise
nach Curtius oder Schmidt
109852/1967
in eine Aminogruppe überführen. Me Aminoverbindung wird dann
nach bekannten Verfahren entweder mit einem Acylhalogenid oder
einem
/■gemischten Anhydrid acyliert, wobei man aktive Penicilline und Cephalosporine oder analoge Verbindungen erhält. Die'/S-Lactame der allgemeinen Formel (I), in der IL ein Wasserstoffatom darstellt, werden vorteilhaft durch Abspaltung des Esterrests der Amino- oder Acylaminoverbindungen in üblicher Weise erhalten. ■ Y/enn R1 ein Wasserstoff atom darstellt, läßt sich die freie
/■gemischten Anhydrid acyliert, wobei man aktive Penicilline und Cephalosporine oder analoge Verbindungen erhält. Die'/S-Lactame der allgemeinen Formel (I), in der IL ein Wasserstoffatom darstellt, werden vorteilhaft durch Abspaltung des Esterrests der Amino- oder Acylaminoverbindungen in üblicher Weise erhalten. ■ Y/enn R1 ein Wasserstoff atom darstellt, läßt sich die freie
& I
Carboxylgruppe der Penicillin- und Cephalosporinverbindungen
nach üblichen Verfahren in Alkali- oder Aminsalze überführen.
Die Zwischenverbindungen der allgemeinen Formel (II) lassen sich nach den vorgenannten Verfahren und anderen bekannten Verfahren
in . . Penicillin-oder Cephalosporin-analoge Verbindungen
überführen, die möglicherweise antibakterielle Eigenschaften be-
• . sitzen.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Eine Lösung von 3,34 g (145 mMol) Natrium in 450 ml wasserfreiem
Äthanol wird mit 18,6 g (127 mMol) Oxalsäurediäthylester und anschließend tropfenweise mit 19,9 g (86,3 mMol) 2-Piperidylessigsäureäthylester
versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 3 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Der erhaltene Niederschlag
wird abfiltriert, mit Äther gewaschen, an der Luft getrocknet und inYTÖ^prozentige Salzsäure eingeschüttet. Die sich abscheidenden
farblosen Kristalle werden mit Wasser gewaschen und an der Luft getrocknet. Hierbei erhält man das 1-Carboäthoxy-2,3-dioxooctahydropyrrocolin
vom F. 116 bis 117°C.
*. . 10985 2/1.967
250 ml einer 10-prozentigen Salzsäure werden unter Rückfluß mit
5,00 g (22,2 mMol) des 1-Carboäthoxy-2,3-dioxooctahydropyrrocolins
versetzt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch noch 45 Minuten unter Stickstoff-Schutzgas unter Rückfluß erhitzt.
Nach dem Abkühlen der Reaktionslösung auf Raumtemperatur wird diese 24 Stunden mit Methylenchlorid kontinuierlich extrahiert.
Beim Abdampfen des Lösungsmittels erhält man ein bernsteinfarbenes Öl, das sich unter Anwendung verminderten Drucks verfestigt.
Die Sublimation bei 1250C (0,01 Torr) ergibt 2,3-Dioxooctahydropyrrocolin
vom F. 195 bis 2000C (Zers.).
Eine Lösung von 4,19 g (19,6 mMol) Fatriummetaperjodat in
150 ml einer 0,2-molaren Natriumphosphatlösung (Puffer) vom pH 7,0 wird unter Rühren mit 0,50 g (3,27 mMol) 2,3-Dioxooctahydropyrrocolin
versetzt. Die Reaktionslösung wird 23 Stunden
im Dunkeln bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wird das überschüssige Oxydationsmittel durch Zugabe von 45 ml einer
2-molaren Natriumhydrogensulfitlösung zerstört. Die erhaltene
Lösung wird mit gesättigtem wäßrigem Kaliumcarbonat auf einen pH-Wert von 8 eingestellt, und dann mit Methylenchlorid extrahiert.
Dann wird die Lösung mit Phosphorsäure auf einen pH-Wert von 2 eingestellt und 80 Stunden kontinuierlich mit Methylenchlorid
extrahiert. Der hierbei erhaltene Extrakt wird zu einem Öl eingeengt, das unter Anwendung von vermindertem Druck zum
3-Carboxy-1 ,4-tetramethylen-2-azetidinOn vom F. 145 bis 146°C
(Zers.) kristallisiert.
0,46 g (2,72 mMol) dieser Säure werden mit einer ätherischen Diazomethanlösung versetzt , die aus 10,8 g (50 mMol) N-Methyl-
10985 2/1967
N-nitroso-p-toluolsulfonamid hergestellt worden ist. Nach Abdampfen
des Äthers und des überschüssigen Diazomethane erhält man das gewünschte 3-0arbomethoxy-1,4-tetramethylen-2-azetidinon
als Öl, .das gaschromatographisch gereinigt wird.
850 mg (5 mMol) 3-0arboxy~1,4-tetramethylen-2-azetidinon werden
in 10 ml Wasser gelöst und mit carbonatfreier 1-molarer Natronlauge bis zum Umschlagspunkt von Phenolphthalein neutralisiert.
Die erhaltene Lösung, wird der Gefriertrocknung unterworfen, der verbleibende Rückstand (Natriumsalz) wird 48 Scanden in einem
Vakuumexsikkator getrocknet. Das trockne Salz wird in Benzol
suspendiert und unter Kühlen mit 650 mg Oxalylchlorid versetzt. Das Reaktionsgemisch wird unter Rühren langsam auf 4O0C erwärmt.
Bei dieser Temperatur ist .die Gasentwicklung nach etwa 30 Minuten beendet. Nach der Zugabe einer Suspension von 350 mg aktiviertem
Natriumazid in 10 ml Benzol, wird das Reaktionsgemisch
12 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Das abgekühlte Reaktionsgemisch
wird nach dem Filtrieren unter vermindertem Druck auf etwa 1/3 seines Volumens eingeengt und nach dem Versetzen mit
10 ml Benzylalkohol wird die Lösung 2 Stunden auf dem Dampfbad
erhitzt. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels und dem Kristallisieren aus Methylcyclohexan erhält man das 3-Benzyloxycarbonylamino-1,4~tetramethylen-2-azetidinon
vom P. 42 bis 450C.
Eine Lösung von 550 mg (2 mMol) dieses Benzylcarbamats in 10 ml
Äthanol wird mit 0,5 ml konzentrierter Salzsäure und anschliesrsend
mit 0,2 g Palladium-auf-Holzkohle (10-prozentig) versetzt.
Das Reaktionsgemisch wird unter Verwendung einer Parr-Hydrierapparatur
2 Stunden unter Schütteln hydriert. Anschließend
109852/1967
wird der Katalysator abfiltriert, das Filtrat wird mit Äther
verdünnt. Hierbei erhält man das 3-Amino-1 ,4-tetramethylen-2-azetidinon-hydrochlorid.·
Durch Behandeln des Hydrochlorids in äthanoliseher Lösung mit Basen erhält man die freie Aminoverbindung, die sich mit Äther
extrahieren und auf diese Weise isolieren läßt..
Eine Lösung von 1,4 g (10 mMol) 3-Amino-1, 4-tetraIIlethylen-2-azetidinon
und 1,68 g Natriumhydrogencarbonat in 25 ml Wasser und 25 ml Aceton wird unter Rühren langsam mit 2,3 g (15 mMol)
Phenylacetyichlorid versetzt. Wenn die Eeaktionslösung Raumtemperatur
erreicht hat, wird nochmals eine halbe Stunde gerührt. Dann wird das Reaktionsgemisch mit Butylacetat extrahiert,
die Extrakte werden mit Wasser gewaschen und getrocknet. Beim Einengen des Extrakts erhält man als Rückstand das 3-Benzylamido-1,
4-*tetramethylen-2-azetidinon.
Eine Lösung von 4,20 g ( 183 mMol) Natrium in 450 ml wasserfreiem
Äthanol wird mit 23,5 g (161 mMol) Oxalsäurediäthylester
und 23,0 g (146 mMol) 2-Pyrrolidinyl-essigsäureäthylester versetzt.
Die erhaltene Lösung wird 4 Stunden unter Rückfluß erhitzt, anschließend wird das Lösungsmittel unter vermindertem
Druck abgezogen. Der dunkel gefärbte Rückstand wird in 90 ml Salzsäure (10-prozentig) gelöst. Hieraus erhält man beim Kühlen
das 1-Carboäthoxy-2,3-dioxopyrrolizidin vom F. 117 bis 119°C.
109852/1967
250 ml einer 10-prozentigen Salzsäure werden unter Rückfluß mit
5,0 g (23,8 mMol) 1-CarTDoäthoxy-2,3-dioxopyrrolizidin versetzt.
Anschließend v/ird noch. 25 Minuten unter Stickstoff-Schutzgas unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen der Lösung auf Raumtemperatur
wird diese 24 Stunden kontinuierlich mit Methylenchlorid extrahiert. Nach dem Abdampfen des Methylenchlorids
erhält man einen Feststoff, der bei 1000C (0,01 Torr) sublimiert.
Hierbei erhält man das 2,3-Dioxopyrrolizidin.
£ Eine. Lösung von 4,19 g (19,6 mMol) Natriummetaperjodat in.
150 ml einer 0,2-molaren Natriumphosphatlösung (Puffer) vom
pH 5,5 wird unter Rühren mit 0,45 g· (3,27 mMol) 2,3-I>ioxopyrrolizidin
versetzt. Die erhaltene Lösung wird 24 Stunden im Dunkeln bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wird überschüssiges
Oxydationsmittel durch Behandeln mit 2-molarer Natriumhydrogensulfitlösung
zerstört. Das Reaktionsgemisch wird dann gemäß Beispiel 1 aufgearbeitet. Hierbei erhält man das
3-0arboxy-1 ,4-trimethylen-2-azetidinon.
fc Diese Säure wird analog der Tetramethylenverbindung von Beispiel
1 mit Diazomethan verestert. Hierbei erhält man das 3-Carbomethoxy-1 ^-trimethylen^-azetidinon.
Beispiel 5 '
Ein Gemisch von 26,0 g (137 mMol) ^,/i'-Diäthoxypropionsäureäthylester,
16,31 g (110 mMol) D-(-)-penicillamin, 150 ml Eisessig, 5,0 ml Wasser und 5,5 ml Trifluoressigsäure wird
187 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach dem Abdestillieren
des Lösungsmittels bei 4O0C unter vermindertem Druck v/ird der
Rückstand in gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung gelöst,
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anschließend wird diese Lösung 46 Stunden kontinuierlich mit Methylenchlorid extrahiert. Dann wird die wäßrige Lösung mit
konzentrierter Phosphorsäure auf einen pH-Wert von 3,5 "bis 4,0
eingestellt·und mit 15 g Natriumorthophosphat (NaHgPO.) versetzt.
Nach 30-stündiger kontinuierlicher Extraktion mit Methylenchlorid, dem Abdestillieren des Lösungsmittels unter
vermindertem Druck und dem Trocknen des Rückstands bei 400G
unter vermindertem Druck erhält man das 2-Carboäthoxymethyl-4-carboxy-5-diiaethylthiazolidin
vom F. 145 bis 147 C.
In einer Variante wir«? pin Gemisch von 7,5 mMol /S,/2-Diäthoxypropionsäureäthylester,
746 mg.(5 mMol) D-(-)-penicillamin, 6,3 ml Salzsäure (1n) und 6 ml Tetrahydrofuran 24 Stunden bei
Raumtemperatur gerührt. Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels
unter vermindertem Druck wird der Rückstand in gesättigtem Natriumhydrogencarbonat gelöst. Die erhaltene Lösung
wird nach dem Extrahieren mit Methylenchlorid unter Verwendung von konzentrierter Phosphorsäure auf einen pH-Wert von 3,5 bis
4 eingestellt und nochmals mit Methylenchlorid extrahiert. , Nach dem Trocknen des Extrakts wird das Lösungsmittel unter
vermindertem Druck abdestilliert, der Rückstand wird in einer kleinen Menge Methylenchlorid gelöst und anschließend mit
Methylcyclohexan ausgefällt. Hierbei erhält man das 2-Carboäthoxymethyl-4-carboxy-5-dimethylthiazolidin,
das mit dem in vorbeschriebener Weise hergestellten Produkt identisch ist.'
1,85 g (7,5 mMol) des 2-Carboäthoxymethyl-4~carboxy-5-dimethyl-.
thiazolidins werden mit 4,34 g (30 mMol) Oxalsäurediäthylester und dann mit 16 ml einer 1n-Lösung von Natriumäthylat *η Äthanol
versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 1 Stunde unter Rück-
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fluß erhitzt. Nach dem Abdestillieren des Äthanols unter vermindertem
Druck wird der Rückstand in Wasser gelöst. Die alkalische
Lösung wird nach dem Extrahieren mit Methylenchlorid unter Verwendung von konzentrierter Phosphorsäure auf einen
pH-Wert von 2 eingestellt. Nach dem Extrahieren dieser lösung mit Methylenchlorid wird der Extrakt getrocknet und unter vermindertem.
Druck eingeengt. Hierbei erhält man das 7-Carboäthoxy-3-carboxy-2~dimethyl-5,6-dioxopyrrolo-/2,1-b/-thiazol
vom F. 43 bis 500G.
Ein Gemisch von 3»01 g (10 mMol) dieses Pyrrelr.thiazols und
100 ml Salzsäure (10-prozentig), wird- 100 Minuten unter Stickstoff-Schutzgas
unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen der Lösung wird diese 24 Stunden kontinuierlich mit Methylenchlorid
extrahiert. Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels erhält man das 3-Carboxy-2-diinethyl-5,6-dioxopyrrolo-/2,1-b/-thiazol.
660 mg dieser Säure in Methylenchlorid werden mit der stöchiometrischen
Menge Diazomethan in Äther versetzt. Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels unter vermindertem Druck erhält
man das 3-0arbomethoxy-2-dimethyl-5,6-dioxopyrrolo-/2,1-b/-thiazol.
-
Eine Lösung von 4,19 g (19*6 mMol) Natriummetaperjodat in
150 ml einer 0,2-molaren Natriumphosphatlösung vom pH 7,0 wird
unter Rühren mit 0,8 g (3,27 mMol) 3-Carbomethoxy-2-dimethy1-5,ö-dioxopyrrolo-/!,l-b/-thiazol
versetzt. Die erhaltene Lösung wird 23 Stunden im Dunkeln bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend
wird das überschüssige Oxydationsmittel mit Natrium-
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hydrogencarbonatlösung zerstört, das Reaktionsgemisch wird gemäß
Beispiel 1 aufgearbeitet. Hierbei erhält man das 2-Carbomethoxy-6-carboxy~3-dimethyl-7-oxo-4-thia-1-azabicyclo-/3.2.0/-heptan.
Diese Säure wird gemäß Beispiel 2 in das Säureazid und dann in
das Benzylcarbamat überführt. Bei der-anschließenden Reduktion
erhält man den 6-Aminopenicillansäuremethylester.
Ein Gemisch von 4,15 g (16,8 mMol) 2-Carboäthoxymethyl-4-carboxy-5-dimethylthiazolidin
und 50. ml wasserfreiem Methylenchlorid wird nach dem Abkühlen auf -7O0G mit 4,04 g (51 mMol)
wasserfreiem Pyridin versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 30 Minuten
bei -700G gerührt und dann langsam mit 4,1 ml (35,6 mMol)
Äthyloxal^-ylehlorid versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 1 Stunde
bei -700C und dann 1/2 Stunde bei O0C gerührt. Nach dem Abdestillieren
des Lösungsmittels unter vermindertem Druck wird mit 30 g Eis und 50 ml einer gesättigten Eatriumhydrogencarbonatlösung
versetzt. Die erhaltene wäßrige Lösung vom pH 8 wird 5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und dann mit Methylenchlorid
extrahiert. Nach dem Trocknen und Eindampfen des Extrakts wird der Rückstand gereinigt. Hierbei erhält man das 2-Carboäthoxymethyl-3-äthoxyoxalyl
^-carboxy-S-dimethylthiazolidin.
7,5 mMol dieses Thiazolidine werden mit '16 ml einer 1n-Lösung von Natriumäthylat in Äthanol versetzt. Das Reaktionsgemisch
wird 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Abdestillieren des Äthanols unter vermindertem Druck wird der Rückstand in
Wasser gelöst. Die wäßrige Lösung wird mit Methylenchlorid ex-
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' - 16 -
trahiert, unter Verwendung von konzentrierter Phosphorsäure
auf einen pH-Wert von 2 eingestellt und nochmals mit.Methylenchlorid extrahiert. Nach dem Trocknen und Eindampfen des Extrakts
erhält man das 7-Carboäthoxy-3-carboxy-2-dimethyl-5,6-dioxopyrrolo-/2>T-b/-thiazol,
das mit dem in Beispiel 5 hergestellten Produkt identisch ist.
Eine Lösung von 10 mMol dieses Pyrrolothiazols und 100 ml Salzsäure
(10-prozentig) wird 1,5 Stunden unter Stickstoff-Schutzgas unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen wird das Reaktionsgemisch
24 Stunden kontinuierlich mit Methylenchlorid extrahiert. Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels erhält man
das 3-CarbOxy-2-dimethyl-5,6-dioxopyrrolo-/2,1-b/-thiazol, das
mit dem-in Beispiel 5 hergestellten Produkt identisch ist.
Ein Gemisch von 34,8 g (0,3 Mol) 2-Oxopropionsäureäthylester,
75 g (0,525 Mol^Orthoameisensäuretriäthylester und 75 g (0,75
Mol) Acetanhydrid wird unter Stickstoff-Schutzgas 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt.. Bei der Destillation erhält man den
2-0xo-4-äthoxy-3-butensäureäthylester vom Kp.79°G (0,5 Torr). Gemäß Beispiel 5 wird ein Gemisch von 137 mMol dieses Butensäureesters
und 110■mMol D-(-)-penicillamin in Eisessig und
Trifluoressigsäure bei Raumtemperatur gerührt. Beim· Aufarbeiten
erhält man das 4-Carboxy-5-dimethyl-2-äthoxyoxalylmethylthia- ·"
zolidin. .,_ ;■..- .■."-,-· .. ■ . - .
7,5 mltol dieses Thiazolidins werden mit 16 ml einer 1n-Lösung
von Natriumäthyiat in Äthanol versetzt. Das Reaktionsgemiscn wird 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt. Beim Aufarbeiten gemäß
10985 2/196 7
Beispiel 6 erhält man das gleiche 7-Garboäthoxy-3-carboxy-2-dimethyl-5,6-dioxopyrrolo-/2,1-b7-thiazol
wie in Beispiel 6.
Eine Lösung von 10 mlvlol dieses Pyrrolothiazols in 100 ml
Salzsäure (10-prozentig) wird unter Stickstoff-Schutzgas 1,5 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach "dem Abkühlen wird das
Reaktionsgemisch 24 Stunden kontinuierlich mit Methylenchlorid extrahiert. Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels erhält
man das 5-Carboxy-2-dimethyl-5,6-dioxopyrrolo-/2,1-b/-thiazol,
das mit dem in Beispiel 5 hergestellten Produkt identisch ist.
Eine Lösung von 10,6 g (80,0 mMol) von frisch kristallisiertem
Methoxycarbonylthioacetamid und 10,2 g (80,0 mMol) p6-0xo-/3-methylenbuttersäuremethylester
in 50 ml Dioxan, das zuvor unter Eiskühlung mit Chlorwasserstoff gesättigt worden ist, wird
24 Stunden bei 150C gehalten. Beim Abdestillieren des Lösungsmittels
erhält man ein öl, das unter Verwendung von Kieselsäuregel
und Chloroform als Eluiermittel chromatographisch gereinigt wird« Nach dem Umkristallisieren aus Hexan erhält man den
4-Garbomethoxy-5-methyl-6H -1,3-thiazin-2-yl-essigsäuremethylester.
Eine 5-prozentige Lösung dieses Thiazinyl-essigsäureesters in
Dirnethoxyäthan, das 150 Molprozent Triethylamin enthält, wird
mit 100 Molprozent Methyloxalylchlorid in Dimethoxyäthan versetzt.
Nach 4-stündiger Reaktion bei Raumtemperatur wird das Reaktionsgemisch mit Wasser und Chloroform versetzt. Hie Chloroformschicht wird nochmals mit Wasser gewaschen, dann getrocknet
und eingeengt. Der Rückstand wird unter Verwendung von Kiese1-
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säuregel und Chloroform/Hexan als Eluiermittel chromatographisch
gereinigt. Hierbei erhält man den 4-Carbomethoxy-3-methoxyoxalyl -5-methyl-2,3-dihydro-6H -1,3-thiazin-2-ylidenessigsäuremethylester
vom'P. 115 bis 1180C.
Eine Lösung von 329 mg (1,00 mMol) dieses Thiazinyliden-essigsäureesters
in 50 ml einer 5-prozentigen wäßrigen Dioxanlösung
wird(kleinen Portionen mit dem aus 500 mg einer Aluminiumfolie
hergestellten Aluminiumamalgam versetzt. Der Fortschritt der Reaktion wird durch die Aufzeichnung der UV-Absorption verfolgt.
Gegebenenfalls wird das Reaktionsgemisch mit zn rtzlichem Aluminiumamalgam
versetzt. Nach etwa 22' Stunden wird das Reaktionsgemisch filtriert, das Filtrat wird der Gefriertrocknung unterworfen.
Hierbei erhält man ein.Öl, das in Äther gelöst wird. Nach etwa 10-minütigem Einleiten von trocknem Chlorwasserstoff
in die ätherische Lösung wird die überstehende Schicht dekantiert, mit Wasser und anschließend mit 1n Natriumhydrogencarbonat
gewaschen und getrocknet. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels erhält man den 4-Carbomethoxy-3-methoxyoxalyl -5-methyl-2,3-dihydro-6H
-1 ^-thiazin^-essigsäuremethylester.
Ein Gemisch von 7,5 mMol dieses Esters und 16 ml einer 1n Lösung von Natriumäthylat in Äthanol wird 1 Stunde unter Rückfluß^
erhitzt. Beim Aufarbeiten gemäß Beispiel 6 erhält man das 4,8-Dicarbomethoxy-6,7-dioxo-3-methyl-2H -pyrrolo-/^,1-\T-thiazin.
Eine Lösung von 10 mMol dieses Pyrrolothiazins in 100 ml Salzsäure
(10-prozentig) wird unter Stickstoff-Schutzgas 1,5 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen wird das Reakti-
-109-852/19:67
onsgemiseh 24 Stunden kontinuierlich mit Methylenchlorid extrahiert.
Nach dem Entfernen des Lösungsmittels erhält man das 4-Carboxy-6,7-dioxo-3-methyl-2H-pyrrolo-/2,1~b7-thiazin.
Durch Umsetzung dieser Säure in Methylenchlorid mit der stöchiometrischen
Menge Diazomethan in Äther erhält man das 4-Carbomethoxy-6,7-dloxo-5-methyl-2H~pyrrolo-//2,1-b/-thiazin»·
Eine Lösung von 4,19 g (19,6 mMol) Natriummetaperjodat in
150 ml einer 0,2 molaren Natriumphosphatlösung vom pH 7,0 wird unter Rühren mit 0,78 g (3,27 mlvlol) des 4-Carbomethoxy-6,7-dioxo-3-methyl-2H-pyrrolo-/2,1-b/-thiazins
versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 24 Stunden im Dunkeln bei Raumtemperatur gerührt.
Anschließend wird überschüssiges Oxydationsmittel mit Natriumhydrogensulfitlösung zerstört, die Aufarbeitung erfolgt
gemäß Beispiel 1. Hierbei erhält man das 2-Carbomethoxy-7-carboxy-3-methyl-8~oxo-5-thia-1-azabicyclo-/4.2.0/-oct-2~en.
Diese Säure wird gemäß Beispiel 2 in das Säureazid und dann in das Benzylcarbamat überführt. Bei der anschließenden Reduktion
erhält man den 7-Amino-decephalosporinmethylester.
9851/1967
Claims (1)
- Pat entansprüche MJ Bicyclische (h -lactame der allgemeinen Formel (i)O IlRO-C-, p-^O=J(I)in der R ein Wasserstoff atom, einen C, .-Alkylrest, die Benzyl-F p-Methoxybenzyi- oder Trichloräthylgruppe ist und Y zusammen mit den beiden Ringen gemeinsamen Atomen einen 5- oder 6-gliedrigen Ring bedeutet. ·2. β -Lactame nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Y den Rest .? oder ^c^C CH3|
CH-COOR1darstellt, v/obei η die Zahl 3 oder 4 ist und R1 die gleiche Bedeutung hat wie R und rait R gleich oder von R verschieden ist.3. /3-Lactame nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß R ein Wasserstoffatom ist.4. 3-Garboxy-1,4-trimethylen-2-azetidinon0
Il
RO-C-O=I(CH9)-2'3-109852/19673-Carboxy-1^-tetramethylen-^-azetidinonIl
HO-C--N Wa6. Verfahren zur Herstellung der A-Lactame nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man ein cyclischeso^-Ketoamid der allgemeinen Formel (II)in der Y die vorgenannte Bedeutung hat, bei einem pH-Wert von 5 bis.9 der Oxydation unterwirft.7» Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxydation mit einem Perjodat, einem Y/ismutat, Bleitetraacetat oder Jodosobenzoldiacetat als Oxydationsmittel durchführt.8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Oxydationsmittel ein Perjodat, vorzugsweise Natriummetaperjodat, verwendet. ,9. Verfahren nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxydation in wäßriger oder wäßrig-alkoholischer Lösung unter Verwendung eines niederen. Alkohols durchführt.109852/196710. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung mit einem Alkaliborat oder -phosphat puffert.11. Verfahren nach Anspruch. 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion bei Temperaturen von etwa 0 bis 40 0, vorzugsweise etwa 20 bis 500G, über einen Zeitraum von etwa 6 bis 24 Stunden durchführt.12. Verfahren nach Anspruch 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, ™ daß man bei denjenigen Verbindungen der allgemeinen Formel (I), in denen R1 kein Wasserstoff atom bedeutet, den Rest R.. in an sich bekannter Weise durch ein Wasserstoffatom ersetzt.13. cC -Ketoamide der allgemeinen Formel (II), in der Y die .vorgenannte Bedeutung hat..14. 2,3-Dipxopyrrolizidin15. 2, 3--DiOXOOCtahydropyrrocolin0H2>4- 23 -■■
6. 3-Carboxy-2,2-dimethyl-5, 6-dioxopyrrolo-/2, 1 -b/-thiazol<p CH3 -CH-COOH17. 3-Carbomethoxy-2,2-dimethyl-5>6-dioxopyrrolo-/2,1-b/-thiazolV3—CH-COOOH,8. 4-Carboxy-6,7-dioxo-3-methyl-2H-pyrrolo-/2,1 -"b/--thiazin• S
0COOH19. 4-Car"boinethoxy-6,7-dioxo-3-methyl~2H-pyrrolo-/2,1 -b/-thiazin• S '■■-■-■C
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