DE2208631B2 - N-isobornyloxycarbonylcephalosporin c, verfahren zu seiner herstellung und verwendung zur herstellung von cephalosporin c - Google Patents

N-isobornyloxycarbonylcephalosporin c, verfahren zu seiner herstellung und verwendung zur herstellung von cephalosporin c

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Description

Die Erfindung betrifft N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie die Verwendung dieser Verbindung zur Herstellung von Cephalosporin C.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß N-Isobomyloxycarbonylcephalsporin C durch Umsetzung einer wäßrigen Lösung, die Cephalosporin C enthält, mit Isobornyloxycarbonylchlorid oder einer 1-Isobornyloxybonylpyridiniumchloridverbindung gebildet wird, daß das auf diese Weise im Reaktionsgemisch gebildete N-Isobonyloxycarbonylcephalosporin C in hoher Ausbeute aus dem Reaktionsgemisch isoliert werden kann, und daß die schützende Gruppe, d. h. die Isobornyloxycarbonylgruppe sich durch Behandlung des N-Isobornyloxycarbonylcephalosporins C mit einer Säure leicht entfernen läßt, wobei Cephalosporin C gewonnen wird.
Es wurde ferner gefunden, daß das in der oben beschriebenen Weise hergestellte N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C nicht nur als Zwischenprodukt für die Herstellung von Cephalosporin C und anderen Cephalosporansäurederivaten, sondern auch als antimikrobielles Mittel wertvoll ist.
Weitere Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, daß die N-Isobornyloxycarbonylierung von Cephalosporin C unter milderen Bedingungen und mit erhöhtem Wirkungsgrad vonstatten geht, wenn eine wäßrige Lösung, die Cephalosporin C enthält, mit einer
1 - Isobornyloxycarbonylpyridiniumchloridverbindung an Stelle von Isobornyloxycarbonylchlorid umgesetzt wird. Der Erfindung liegen die obengenannten Feststellungen zu Grunde.
Cephalosporin C kann aus einer Cephalosporin C enthaltenden Lösung, z. B. einer wäßrigen Lösung, die aus einem Fermentationsmedium von Cephalosporin C bildenden Mikroorganismen hergestellt worden ist, isoliert werden. Bekannt ist beispielsweise ein Verfahren, bei dem Cephalosporin C in der wäßrigen Lösung mit Natrium 2,4,6-trinitrobenzolsulfonat umgesetzt und f* das gebildete 2,4,6-Trinitrophenylcephalosporin C extrahiert wird. Es ist jedoch unmöglich, die Gruppe zu entfernen, ohne daß Nebenreaktionen, z. B. die Zersetzung des id-Cephemrings des gewünschten Produkts, stattfinden. f>5
Gegenstand der Erfindung ist die wertvolle und neue Verbindung N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in an sich bekannter Weise eine Cephalosporin C enthaltende wäßrige Lösung mit Isobornyloxycarbonylchlorid oder einem Isobornyloxycarbonylpyridiniumchlorid behandelt und die erhaltene Verbindung in üblicher Weise aus dem Reaktionsgemisch isoliert.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung von N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C durch Behandlung der Ausgangsverbindung mit Trifluoressigsäure oder einem Gemisch von Trifluoressigsäure und Essigsäure.
N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C wird durch Umsetzung von Cephalosporin C mit Isobornyloxycarbonylchlorid oder einer l-Isobornyloxycarbonylpyridiniumchloridverbindung hergestellt. Der Pyridinring der letztgenannten Verbindung kann durch einen oder mehrere Substituenten, die die Reaktion nicht stören, substituiert sein. Geeignet als Isobornyloxycarbonylpyridiniumchlorid sind somit beispielsweise 1-Isobornylcarbonyi-4-dimethyiaminopyridiniumchiorid und l-Isobornylcarbonyl-4-aminopyridiniumchlorid.
Es ist vorteilhaft, wenn die Substituenten der 1-Isobornyloxycarbonylpyridiniumverbindungen an dei 2- oder 4-Stellung des Pyridinringes stehen und hierbei Elektronen donierende Gruppen, z. B. Aminogruppen, alkylierte Aminogruppen (ζ. B. Methylamino, Äthylamino und Dimethylamino) und Hydroxylgruppen sind.
Die 1 -Isobornylcarbonylpyridiniumchloridverbindung ist dem Isobornyloxycarbonylchlorid insofern überlegen, als l-Isobornyloxycarbonylpyridiniumchloridverbindungen, die wasserlöslich sind, sehr wirksam selbst ohne Zusatz eines organischen Lösungsmittels zum Reaktionssystem reagieren, während Isobornyloxycarbonylchlorid, das in Wasser und einem organischen Lösungsmittel, z. B. Aceton, Dioxan oder Tetrahydrofuran, als in wäßriger Lösung reagiert.
Die 1 -Isobornyloxycarbonylpyridiniumchloridverbindung wird durch Umsetzung von Isobornylcarbonylchlorid mit einer entsprechenden Pyridinverbindung nach an sich bekannten Verfahren zur Herstellung von quaternären Pyridiniumsalzen hergestellt.
Sowohl das Isobornyloxycarbonylchlorid als auch das l-Isobornyloxycarbonylpyridiniumchlorid kann in Form des Razemats oder in optisch aktiver Form vorliegen.
Cephalosporin C kann beispielsweise als wäßrige Lösung verwendet werden. Diese wäßrige Lösung kann ferner aus einem Fermentationsmedium von Cephalosporin C bildenden Mikroorganismen (z. B. aus dem Filtrat des Fermentationsmediums) hergestellt werden. Das Fermentationsmedium kann nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden.
Das Fermentationsmedium oder sein Filtrat kann in großen Mengen wasserlösliche Verunreinigungen sowie fettlösliche Verunreinigungen (z. B. Cephalosporin N, Cephalosporin P, Schaumverhütungsmittel usw.) enthalten. In diesem Fall ist zu empfehlen, die wäßrige Lösung durch Reinigung des Fermentationsmediums oder seines Filtrats in üblicher Weise, z. B. durch Chromate* graphie und Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel (z. B. Äthylacetat und Methyläthylketon), herzustellen.
Das Isobornyloxycarbonylchlorid kann dem Reaktionssystem in Form einer Lösung in einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, das an der Reaktion nicht teilnimmt, zugesetzt werden. Geeignet als organische Lösungsmittel sind beispielsweise Aceton, Dioxan und Tetrahydrofuran.
K ·*. i
Die I -lsobornyloxycarbonylpyridiniumchloridverbindung kann dem Reaktionsgemisch in Form einer wäßrigen Lösung zugesetzt werden. Die Reaktion wird vorzugsweise iti einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. Wasser, einem organischen Lösungsmittel, insbesondere einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel (z. B. Aceton, Dioxan und Tetrahydrofuran) oder in einem Gemisch eines solchen Lösungsmittels mit Wasser, durchgeführt.
Im allgemeinen ist es vorteilhaft, die Reaktion bei einem pH-Wert im Bereich von 6,5 bis 11, vorzugsweise 7 bis 10, insbesondere 8 bis 9, durchzuführen. Als Mittel zur Einstellung des pH-Wertes eignen sich anorganische Basen, z. B.
Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat,
Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd,
Lithiumhydroxyd, Bariumhydroxyd und
Magnesiumoxyd, und organische Basen, z. B.
Triäthylamin, Tributylamin,
N-Methylmorpholin und Pyridin.
Die Reaktion kann unter Kühlung, bei Raumtemperatur oder unter gewissen Bedingungen auch unter Erhitzen durchgeführt werden. Vorzugsweise wird jedoch bei einer Temperatur von -5 bis 500C, insbesondere zwischen 0 und 35°C, gearbeitet. Unter den vorstehend genannten Bedingungen ist die Reaktion im allgemeinen in einer Zeit von 10 Minuten bis 4 Stunden beendet
Die gewünschte Verbindung N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C wird aus dem Reaktionsgemisch beispielsweise durch leichtes Ansäuern des Reaktionsgemisches mit einer anorganischen Säure (z. B. Salzsäure und Schwefelsäure) vorzugsweise auf einen pH-Wert von 2 bis 3 und anschließende Extraktion dieses angesäuerten Gemisches mit einem organischen Lösungsmittel, das mit Wasser nicht mischbar ist, z. B. einem Äther (z, B. Diäthyläther), einem Alkohol (z. B. n-Butanol), einem Ester (z. B. Äthylacetat), einem Keton (z. B. Methyläthylketon) oder einem halogenierten Kohlenwasserstoff (z. B. Methylenchlorid) isoliert. Durch Abdampfen des Lösungsmittels vom Extrakt wird das Produkt gewonnen. Wenn die Konzentration von N-Isobornyloxycarbonylrephalosporin C verhältnismäßig hoch ist, kann es durch Ausfällung aus dem Reaktionsgemisch isoliert werden, indem das wäßrige Reaktionsgemisch mit der anorganischen Säure auf einen pH-Wert von vorzugsweise 1 bis 3 eingestellt und die hierbei gebildete Fällung abgetrennt wird.
Das in dieser Weise hergestellte Isobornyloxycarbonylcephalosporiin C kann nach einem Verfahren, das routinemäßig für die Reinigung von fettlöslichen Antibiotika angewendet wird, weiter gereinigt werden. Vorzugsweise geschieht dies nach einem Verfahren, das zur Reinigung von sauren, fettlöslichen Antibiotika dient, z. B. durch Extraktion der aktiven Substanz aus dem schwach angesäuerten Gemisch mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel, Überführung des gewünschten Produkts in eine wäßrige Phase unter alkalischen Bedingungen (vorzugsweise pH 8 bis 9) durch Extraktion und Rückführung in eine organische Phase unter sauren Bedingungen (vorzugsweise pH 1 bis 3). Außer diesen Verfahren sind natürlich andere Verfahren, z. B. die Extraktion im Gegenstrom, Verteilungschromatographie, Adsorption, Ionenaustausch und Molekularsieb-Chromatographie in geeigneten Kombinationen geeignet, um ein gereinigtes N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C zu erhalten.
Wie bereits erwähnt, kann ein Fermentationsmedium, das Cephalosporin C enthält, als Lösung, die Cephalosporin C enthält, verwendet werden. Im allgemeinen enthalten jedoch Cephalosporin C enthaltende Fermentationsmedien außerdem Cephalosporin N. Zur Entfer-
s nung von Cephalosporin B aus einem solchen Gemisch
kann der Vorteil der Erscheinung, daß Cephalosporin N in sauren Lösungen zersetzt wird, in an sich bekannter, nachstehend beschriebener Weise ausgenutzt werden.
Beispielsweise kann eine solche Lösung vor oder nach
ίο der Umsetzung mit Isobornyloxycarbonylchlorid oder der l-Isobornyloxycarbonylpyridiniumchloridverbindung 2 Stunden bei pH 3 und 37°C stehen gelassen werden, um das Cephalosporin N zu zersetzen. Als Alternative kann der Vorteil der Tatsache genutzt werden, daß Cephalosporin N allein in der nächsten Stufe, in der beispielsweise Trifluoressigsäure zur Entfernung der Isobornylgruppe verwendet wird, zersetzt wird. Außer diesen Verfahren kann natürlich das Isobornyloxycarbonylcephalosporin C von Isobor-
nyloxycarbonylcephalosporin N nach Verfahren wie Chromatographie und Extraktion im Gegenstrom in üblicher Weise abgetrennt werden.
Cephalosporin C wird durch Behandlung des in dieser Weise hergestellten und isolierten N-Isobornyloxycar-
2> bonylcephalosporin C mit Trifluoressigsäure oder einem Gemisch aus Trifluoressigsäure und Essigsäure gewonnen. Diese Behandlung dient der Entfernung der schützenden Gruppe, d. h. der Isobornyloxycarbonylgruppe, vom N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C.
Das Reaktionsgemisch kann stark sauer sein und einen pH-Wert unter 2,5, vorzugsweise unter 2,0, insbesondere unter 1,0, haben.
Bei Verwendung von Trifluoressigsäure beträgt ihre Menge gewöhnlich 10 bis 100 Mol pro N-lsobornyloxycarbonylcephalosporin C.
Für die Reaktion kann ein Lösungsmittel verwendet werden, das die Reaktion nicht stört. Geeignet hierzu sind beispielsweise Essigsäure, Dichlormethan, Dichloräthan, Chloroform, Dioxan, Tetrahydrofuran, Äther, Äthylacetat und Trifluoressigsäure. Die Reaktion wird vorzugsweise in einem Gemisch durchgeführt, das weniger als 30 Gew.-% Wasser enthält. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Trifluoressigsäure, die wasserfrei ist oder weniger als 10% Wasser enthält.
Die Reaktionszeit und -temperatur sowie die Säuremenge werden so gewählt, duß vollständige Spaltung unter möglichst milden Bedingungen sichergestellt ist. Wenn beispielsweise wasserfreie Trifluoressigsäure verwendet wird, sind eine Temperatur von 10 bis 250C und eine Reaktionszeit von 10 bis 30 Minuten als optimale Bedingungen anzusehen.
Nach der Reaktion wird das gewünschte Cephalosporin C nach an sich bekannten Verfahren, z. B. durch Einengung, Extraktion im Gegenstrom und Chromatographie unter Verwendung von Molekularsieben oder lonenaustauschharzen, vom Reaktionsgemisch abgetrennt. Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglic. '. es somit, Cephalosporin C aus rohen Lösungen in reiner Form in hohen Ausbeuten und in vorteilhafter Weise zu
do isolieren.
Natürlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, das Verfahren zur Gewinnung von Cephalosporin C beispielsweise durch Ergänzung durch weitere an sich übliche Maßnahmen zu modifizieren.
f>5 Die in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltenen Produkte, d. h. N-lsobornyloxycarbonylcephalosporin C und Cephalosporin C, haben beide antimikrobielle Eigenschaften und sind nicht nur wertvoll als Medika-
mente, sondern auch als Zwischenprodukte für die Herstellung von synthetischen Cephalosporine^ 7-Aminocephalosporansäure und anderen Verbindungen. Es erübrigt sich die Feststellung, daß 7-Aminocephalosporansäure, die aus N-Isobronyloxycarbonylcephalosporin C hergestellt werden kann, wertvoll als Ausgangsmaterial für die Herstellung von synthetischen Cephalosporin ist Die Erfindung wurde vorstehend insbesondere in Verbindung mit den Säureformen beschrieben, jedoch können diese Verbindungen auch ι ο Salze mit Metallen wie Natrium, Kalium, Calcium und Aluminium sowie mit organischen Basen wie Trimethylamin, Triäthylamin, Tributylamin, Triamylamin und Pyridin bilden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. In diesen Beispielen verhalten sich Gewichtsteile zu Raumteilen wie Gramm zu Kubikzentimeter.
Versuch 1
Herstellung von Isobornyloxycarbonylchlorid
In 200 Raumteilen trockenem Äther werden 61,6 Gew.-Teile Isoborneol gelöst. Während mit Eis gekühlt wird, wird eine Lösung von 60 Gew.-Teilen Phosgen in 150 Raumteilen Tetrahydrofuran zugetropft. Nach erfolgtem Zusatz wird das Gemisch 2 Stunden bei 500C gerührt. Das Lösungsmittel wird abdestilliert und der viskose ölige Rückstand der Dünnschichtchromatographie an Kieselgel unter Verwendung von Benzol als Lösungsmittel unterworfen. Das erhaltene Chromatogramm zeigt, daß das als Ausgangsmaterial verwendete Isoborneol vollständig verschwunden ist und statt dessen ein neues Produkt mit einem höheren RF-Wert gebildet worden ist Das Infrarotspektrum dieses Produkts zeigt, daß es sich um das gewünschte Chloroformiat handelt. Ausbeute 83,2 Gew.-Teile (95,6%).
Versuch 2
40
In 50 Raumteilen trockenem Methylenchlorid werden 2,44 Gew.-Teile 4-Dimethylaminopyridin gelöst. Unter Rühren wird eine Lösung von 4,65 Gew.-Teilen Isobornyloxycarbonylchlorid in trockenem Methylenchlorid zugesetzt Nachdem weitere 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt worden ist, wird trockener Äther dem Gemisch zugesetzt. Die hierbei gebildete Fällung wird abfiltriert Nach einer Wäsche mit trockenem Äther wird die Fällung aus einem Gemisch von trockenem Methylenchlorid und trockenem Äther erneut gefällt, wobei 6,1 Gew.-Teil (Ausbeute 90%)
l-IsobornyloxycarbonyM-dimethylami.nopyridiniumchlorid vom Schmelzpunkt 76 bis 77° C (Zers.) erhalten werden.
Infrarotspektrum:vm„(KBr), 1780 cm-·, 1645 cm-'; UV-Spektrum:Äm„(H2O),297 πιμ(ε=20 400).
Beispiel 1
0,4 Gew.-Teile des Natriumsalzes von Cephalosporin C werden in 0,87 Raumteilen einer wäßrigen 1 <>° n-Natriumhydroxydlösung gelöst, während mit Eis gekühlt wird. Anschließend werden 5 Raumteile Wasser und 2 Raumteile Tetrahydrofuran zugesetzt Nach Zugabe von 0,204 Gew.-Teilen Isobornyloxycarbonylchlorid und einer wäßrigen 1 n-Natriumhydroxydlösung wird das Gemisch 2,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und hierbei schwach alkalisch bis zu einem pH-Wert von etwa 8 gehalten. Nach beendeter Reaktion wird das Gemisch dreimal mit 30 Raumteilen Äthylacetat gewaschen. Während mit Eis gekühlt wird, wird die wäßrige Schicht mit 1 n-Salzsäure auf pH 3 eingestellt und dreimal mit je 50 Raumteilen Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatschicht wird mit einer gesättigten wäßrigen Natriumchloridlösung gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wird abdestilliert und der Rückstand erneut aus einem Gemisch von Äthylacetat und Petrolather ausgefällt. Hierbei werden 0,460 Gew.-Teile (88,6%) des gewünschten Produkts als weißes Pulver vom Schmelzpunkt 118 bis 1200C erhalten. Dünnschichtchromatographie (an Kieselgel);
Äthylacetat-Methanol (2 :3): Rf 0,42.
UV-Spektrum (Methanol): 262 πιμ (ε = 7500).
I nf rarotspektrum (KBr) cm -': 1790,1720.
Elementaranalyse für C27H37O10N3S:
Berechnet: C 54,55, H 6,26, N 7,06;
gefunden: C 54,45, H 6,42, N 6,64.
Beispiel 2
Ein Kulturfiltrat, das 1500 y/ml Cephalosporin C (20 000 Raumteile) enthält, wird mit Äthylacetat (dreimal mit je '/3 Volumen) extrahiert, um fettlösliche Verunreinigungen zu entfernen. Die wäßrige Schicht wird mit einer wäßrigen Natriumhydroxydlösung auf pH 8,5 eingestellt. Unter Rühren werden 30 Gew.-Teile Isobornyloxycarbonylchlorid zugesetzt. Während des Reaktionsgemisch mit einer Natriumhydroxydlösung bei einem pH-Wert von etwa 8,5 gehalten wird, läßt man die Reaktion etwa 2 Stunden bei Raumtemperatur vonstatten gehen. Nach der Reaktion wird das Reaktionsgemisch mit Salzsäure (pH 2) und dreimal mit je 5000 Raumteilen Äthylacetat extrahiert Der erhaltene Äthylacetatextrakt wird ferner mit einer 0,2molaren Phosphatpufferlösung (pH 8) extrahiert. Die wäßrige Schicht wird auf pH 3 eingestellt und das Isobornyloxycarbonylcephalosporin C erneut in Äthylacetat gegeben.
Die hierbei erhaltene Äthylacetatlösung wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und unter vermindertem Druck eingeengt. Abschließend wird Petroläther zum Konzentrat gegeben, wobei 56,6 Gew.-Teile rohes Isobornyloxycarbonylcephalosporin C erhalten werden.
Beispiel 3
In 50 Raumteilen Wasser werden 9,4 Gew.-Teile eines rohen Präparats, das 45% (Gew./Vol.) Cephalosporin C enthält, gelöst. Die Lösung wird, während sie mit Eis gekühlt wird, mit 1 n-Natriumhydroxyd auf pH 8 bis 9 eingestellt Dieser Lösung wird eine Lösung von 4,0 Gew.-Teilen Isobornyloxycarbonylchlorid in Tetrahydrofuran zugesetzt Das Gemisch wird 2 Stunden unter Rühren der Reaktion bei Raumtemperatur überlassen, wobei das Reaktionsgemisch mit 1 n-Natriumhydroxyd bei pH 8 bis 9 gehalten wird. Das Reaktionsgemisch wird mit Äthyläther gewaschen und die wäßrige Schicht mit 1 η-Salzsäure angesäuert Die erhaltene Fällung wird mit Äthylacetat extrahiert Auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise wird eine Extraktion mit einem 0,2molaren Phosphatpuffer vorgenommen. Der erhaltene Äthylacetatextrakt wird eingeengt und dann mit Petroläther versetzt Hierbei werden 4,8 Gew.-Teile rohes Isobomyloxycarbonylcephalosporin C erhalten.
Die Dünnschichtchromatographie dieses Produkts [an Kieselgel unter Verwendung von Äthylacetat-Methanol (2 :3) als Lösungsmittel] ergibt einen Flecken für
Isobornyloxycarbonylcephalosporin bei einem Rf-Wert von 0,42 und einen schwachen Flecken bei einem Rf-Wert von 0,18.
Um Isobomyloxycarbonylcephalosporin C in reiner Form zu erhalten, wird das vorstehend genannte Produkt durch Chromatographie an Kieselgel weiter gereinigt (Lösungsmittel: Methanol-Äthylacetat-Gemisch 3 :2), wobei das gleiche Produkt wie in Beispiel 1 erhalten wird. Die Ermittlung der antibakteriellen Wirkung des Produkts (hemmende Mindestkonzentra- ι ο tion; Testorganismus Bacillus subtilis) ergibt 12,5 y/ml.
Beispiel 4
In 50 Raumteilen Anisol werden 10 Gew.-Teile des gemäß Beispiel 3 hergestellten N-Isobornyloxycarbonylcephalosporins C gelöst. Unter Ausschluß von Feuchtigkeit werden 100 Raumteile Trifluoressigsäure bei — 200C zugesetzt. Das Gemisch wird 5 Minuten bei -2O0C und 20 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wird es mit Triäthylamin auf pH 6 eingestellt und dann mit Wasser versetzt. Die erhaltene wäßrige Lösung wird durch Chromatographie an einem quaternären stark basischen Anionenaustauscherharz (Styrol), Waschen mit Wasser, Elution mit Q,2molarem Ammoniumacetatpuffer von pH 5,8 und abschließende Chromatographie an Aktivkohle gereinigt. Die Fraktion, die Cephalosporin C enthalten, werden aufgefangen und mit 1 n-NaOH auf pH 6,5 eingestellt, worauf Methanol zugesetzt wird. Hierbei werden 4,7 Gew.-Teile kristallines Natriumsalz von Cephalosporin C erhalten.
Beispiel 5
In 2 Raumteilen Anisol werden 1,1 Gew.-Teile N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C gelöst. Bei -200C werden 7 Raumteile Trifluoressigsäure der Lösung zugesetzt. Unter Ausschluß von Feuchtigkeit wird das Gemisch bei dieser Temperatur 5 Minuten und bei Raumtemperatur 30 Minuten gerührt, worauf wasserfreier Äthyläther zugesetzt wird. Die gebildete Fällung wird abfiltiiert, mit trockenem Äthyläther gut gewaschen und über Nacht unter vermindertem Druck in einem Exsiccator, der Kaliumhydroxyd und Phosphorsäureanhydrid enthält, stehen gelassen. Das erhaltene Pulver wird in Wasser gelöst und die Lösung mit 1 n-Natriumhydroxyd auf pH 6,5 eingestellt, worauf Äthanol zugesetzt wird. Hierbei werden 0,5 Gew.-Teile (60%) des Natriumsalzes von Cephalosporin C in Kristallform erhalten.
Beispiel 6 S°
Ein Fermentationsmedium, das Cephalosporin C enthält, wird auf pH 5,5 eingestellt, worauf das Mycel abfiltriert wird. 2000 Raumteile des erhaltenen Kulturfil· trats werden auf pH 7,5 eingestellt und dann durch eine Säule geleitet, die mit 200 Raumteilen eines carboxylgruppenhaltigen Kationenaustauscherharzes (Acrylharz) gefüllt ist, wodurch basische Verunreinigungen entfernt werden. Der Ablauf wird auf pH 3 eingestellt und 2 Stunden bei 370C stehen gelassen und dann mit <>o einer Natriumhydroxydlösung auf pH 8,5 eingestellt. Zu dieser Lösung werden 50 Gew.-Teile 1-Isobornyloxycarbonyl-4-dimethylamino-pyrldlnlumchlorld gegeben. Bei Raumtemperatur läßt man die Reaktion etwa 1,5 Stunden vonstatten gehen, wobei der pH-Wert der (<s Lösung bei 8,0 bis 8,5 gehalten wird.
Nach beendeter Reaktion wird das Gemisch mit Salzsäure auf pH 2 eingestellt und dann dreimal mit je 500 Raumteilen Äthylacetat extrahiert. Die erhaltene Äthylacetatlösung wird mit einer 0,2molaren Phosphatpufferlösung (pH 8) extrahiert. Die wäßrige Schicht wird erneut auf pH 2 eingestellt und das N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C in das Äthylacetat gegeben. Die hierbei erhaltene Äthylacetatlösung wird mit einer wäßrigen gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen und dann über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck abdestilliert. Durch Zusatz von Petroläther zum Rückstand werden 11,4 Gew.-Teile rohes N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C erhalten. Dieses Produkt hat eine Reinheit von etwa 66%, ermittelt durch Biotest mit Bacillus subtilis als Testmikroorganismus.
Das in der beschriebenen Weise erhaltene rohe Produkt wird an säurebehandeltem Kieselgel unter Verwendung von Chloroform und Äthylacetat (1:1) als Lösungsmittelsystem Chromatographien, wobei 3,4 Gew.-Teile reines N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C erhalten werden. Die biologischen und physikalischen und chemischen Eigenschaften dieses Produkts stimmen vollkommen mit den Eigenschaften des N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C überein, das auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise hergestellt worden ist.
Beispiel 7
In 25 Raumteilen Wasser werden 4,73 Gew.-Teile kristallines Natriumsalz von Cephalosporin C gelöst. Zur Lösung werden 10 Raumteile 1 n-Natriumhydrogencarbonat und dann 4,0 Gew.-Teile 1-Isobornyloxycarbonyl-4-dimethylaminopyridiniumchlorid gegeben. Das Gemisch wird 1,5 Stunden bei Raumtemperatur unter Rühren der Reaktion überlassen. Nach beendeter Reaktion wird das Gemisch mit 2 η-Salzsäure auf pH 2 eingestellt und dann mit Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatschicht wird mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingeengt.
Zum Konzentrat wird Petroläther gegeben, wobei 5,1 Gew.-Teile der gewünschten Verbindung N-Isobomyloxycarbonylcephalosporin C erhalten werden (Ausbeute 85,6%). Die Untersuchung durch Dünnschichtchromatographie, UV-Spektrum und Infrarotanalyse ergibt, daß das Produkt mit dem gemäß Beispiel 1 hergestellten Produkt identisch ist.
Die antibakterielle Wirksamkeit (hemmende Mindestkonzentration) des Produkts beträgt 12,5 y/ml gegen Bacillus subtilis.
Beispiel 8
Ein Fermentationsmedium (2000 Raumteile), das Cephalosporin C enthält, wird durch eine Säule eines carboxylgruppenhaltlgen Kationenaustauscherharz (Acrylharz) geleitet. Zum Ablauf werden 35 Gew.-Teile 1 -isobornyloxycarbonyM-amlnopyrldiniumchlorid gegeben. Das Gemisch wird 1,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, wobei sein pH-Wert Im Bereich von 8,0 bis 8,5 gehalten wird. Das erhaltene Reaktionsgemisch wird mit 2 η-Salzsäure auf pH 2 eingestellt und dann mit Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatschicht wird mit Wasser gewaschen und mit einer 0,2molaren Phosphatpufferlösung (pH 8,0) extrahiert. Die wäßrige Schicht wird erneut auf pH 2 gebracht und mit Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatschicht wird mit einer gesättigton wäßrigen Natriumchloridlösung gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, worauf das Äthylacetat abdestilliert wird. Durch Zusatz
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von Petroläther zum Rückstand werden 6,9 Gew.-Teile rohes N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C erhalten.
Dieses Produkt hat eine Reinheit von etwa 54%, gemessen mit Hilfe des Biotests unter Verwendung von Bacillus subtilis als Testmikroorganismus.
Die nachfolgenden Vergleichsversuche zeigen den überraschenden technischen Fortschritt des Anmeldungsgegenstandes:
Versuch I zeigt, daß nach dem erfindungsgemäßen ι ο Verfahren das Cephalosporin C annähernd quantitativ in das an der Aminogruppe entsprechend geschützte Produkt umgewandelt wird, während die Ausbeute nach dem Stand der Technik (GB-PS 10 14 883) vergleichsweise gering ist.
Versuch II zeigt die überraschenderweise wesentlich leichtere Extrahierbarkeit des erfindungsgemäß erhaltenen N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C mil organischen Lösungsmitteln gegenüber N-t-Butoxycarbonylcephalosporin C.
Vergleichsversuche
Versuch I
Vergleich zwischen dem Verfahren gemäß der Erfindung unter Verwendung von Isobornyloxycarbonylchlorid und dem Verfahren nach Beispiel 1 der GB-PS 10 14 883 unter Verwendung von t-Butyloxycarbonylazid.
Die in der nachfolgenden Tabelle beschriebenen Versuche wurden einmal nach Beispiel 1 der vorliegenden Anmeldung und zum anderen nach Beispiel 1 der GB-PS 10 14 883 durchgeführt. Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle gegenübergestellt.
Gruppe
t-Butoxycarbonyl
Isobornyloxycarbonyl
Geschütztes Produkt
Schmelzpunkt des Produkts
Elementaranalyse des Produkts
Dünnschichtchromatogramm
des Produkts
Ausbeute
N-t-Butoxycarbonylcephalosporin C
96 bis 980C
Berechnet: C 48,93, H 5,63, N 8,16; gefunden: C 48,97, H 5,72, N 8,03
ein Fleck
26,1%
N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C
118 bis 1200C
Berechnet: C 54,44, H 6,26, N 7,06; gefunden: C 54,45, H 6,42, N 6,64
ein Fleck
88,6%
Versuch H
Vergleich der Extrahierbarkeit von N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C mit N-t-Butoxycarbonylcephalosporin C.
Verfahren:
40 g N-lsobornyloxycarbonylcephalosporin C bzw. N-t-Butoxycarbonylcephalosporin C werden in 20 ml Wasser gelöst, worauf die Lösung auf pH 2 bzw. 3 eingestellt wird. Die wäßrige Lösung wird dann mit 20 ml Äthylacetat extrahiert. Die wäßrige Schicht wird abgetrennt, auf pH mit einem Phosphatpuffer eingestellt und dann quantitativ analysiert durch Bestimmung der Absorption bei 262 mji, um die Menge des zurückblei- so benden N-lsobornyloxycarbonylcephalosporins bzw. N-t-Butoxycarbonylcephalosporins in der wäßrigen Lösung /u bestimmen. Das Ergebnis ist in der folgenden Tabelle dargestellt, wobei das Mengenverhältnis des in der wäßrigen Lösung zurückgebliebenen Produkts, bezogen auf die Gesamtmenge des Produkts, in % ausgedrückt ist.
N-l-Butoxyeurbonylcuphalosporin C
pH 2,0 pH 3,0 1,17 19,27
N-Isobornyloxycurbonylccphalosporin C
0,97
6,67

Claims (3)

Patentansprüche:
1. N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C.
2. Verfahren zur Herstellung der Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise eine Cephalosporin C enthaltende wäßrige Lösung mit Isobornyloxycarbonylchlorid oder einem Isobornyloxycarbonylpyridiniumchlorid behandelt und die erhaltene Verbin- ι ο dung in üblicher Weise aus dem Reaktionsgemisch isoliert.
3. Verwendung der Verbindung nach Anspruch 1 zur Herstellung von Cephalosporin C, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verbindung nach Anspruch 1 mit Trifluoressigsäure oder einem Gemisch von Trifluoressigsäure und Essigsäure behandelt.
DE2208631A 1971-02-26 1972-02-24 N-Isobornyloxycarbonylcephalosporin C, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung zur Herstellung von Cephalosporin C Expired DE2208631C3 (de)

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