DE2262477A1

DE2262477A1 - Verfahren zur herstellung von 3-alkylthiomethylcephalosporinen

Info

Publication number: DE2262477A1
Application number: DE2262477A
Authority: DE
Inventors: Ian Glaisby Wright
Original assignee: Eli Lilly and Co
Current assignee: Eli Lilly and Co
Priority date: 1971-12-23
Filing date: 1972-12-20
Publication date: 1973-06-28
Also published as: AU465784B2; NL7217619A; CA986097A; ZA728331B; PH11013A; CS190382B2; FR2164794A1; AT324553B; JPS4868593A; ES409858A1; CH559172A5; RO61180A; DD102704A5; GB1400804A; IE36987L; AR202453A1; IL40952A0; BG22837A3; HU167594B; PL85276B1

Description

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

Verfahren zur Herstellung von S-Alkylthiomethylcephalosporinen

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Cephalosporinantibiotica und betrifft insbesondere ein neues und verbessertes Verfahren zur Herstellung von 3-Alkylthioinethylcephalosporinen.

In den BE-PS 734 532 und 734 533 sind 3-Alkylthiomethy!cephalosporine der Formel

R - NH

^ « .C - CH₉ - S - R (III)

(T ^C^

COOH

beschrieben, worin R eine Acylgruppe und R₁ eine Alkylgruppe ist. Diese Verbindungen können nach dem Cephem-Nomenklatursystem als 3-Alkylthiomethyl-7*-acylamido-Delta³-cephem-4-carbonsäuren bezeichnet werden. Wie in den vorher genannten

309826 / 1 163

BE-PS angegeben ist, können die Verbindungen (III) durch Umsetzung der entsprechenden S-Acetoxymethyl-T-acylamido-Delta cephem-4-carbonsäure mit einem Alkanthiol hergestellt werden, wobei die an die 3-Methylengruppe gebundene Acetoxygruppe durch die entsprechende Alkylthiogruppe ersetzt wird. Diese Reaktion zeigt die folgende Gleichung: '

R - NH . S,

0 - CH- - 0 - C - CH,

COOH
(IV)

R-NH

N ^ „ ^C-OU-S-R¹

COOH

(V)

Eine der Hauptschwierigkeiten bei dieser Umsetzung liegt darin, daß das gewünschte 3-Alkylthiomethylprodukt in niedrigen Ausbeuten, häufig in der Größenordnung von nur 30 % oder weniger, erhalten wird. Das Verfahren ist also vom wirtschaftlichen Standpunkt nachteilig.

Durch die Erfindung soll daher ein neues und verbessertes Verfahren zur Herstellung von S-Alkylthiomethyl-T-acylamidocephalosporinen durch Umsetzung der entsprechenden 3-Alkanoyloxymethyl-7-acylamidocephalosporine mit Alkanthiolen in beträchtlich verbesserten Ausbeuten geschaffen werden.

Es wurde nun gefunden, daß die Ausbeute des gewünschten 3-Alkylthiomethylprodukts durch Durchführung der Umsetzung in Gegenwart

309826/1 163

mm *3

von bestimmten anorganischen Salzen, zum Beispiel Bromiden, Jodiden, Nitraten, Sulfaten, Thiocyanaten, usw. und besonders Jodidionen, in wässrigen Medien beträchtlich erhöht werden kann. Es hat sich gezeigt, daß die Gegenwart der Salze zu einer Erhöhung der Ausbeute des gewünschten Produkts um einen Faktor von 2 oder mehr führt.

Wie oben erwähnt, wird die Umsetzung in wässrigen Medien durchgeführt, und deshalb werden vorzugsweise in hohem Maße wasserlösliche Jodide der Alkalimetalle (zum Beispiel Lithium, Natrium, Kalium usw.), der Erdalkalimetalle (zum Beispiel Calcium, Barium usw.) oder von Ammonium verwendet. Wie jedoch für den Fachmann ersichtlich ist, können auch zahlreiche andere wasserlösliche Salze in Form der Bromide, Jodide, Nitrate, Sulfate und Thiocyanate der Metalle der Gruppen I und ZX des Periodensystems oder von Ammonium verwendet werden.

Das gewählte Salz soll nicht selbst eine Zersetzung von Cephalosporin bewirken oder mit Alkanthiolen in nachteiliger Weise reagieren. Beispielswelse sind Salze, die wässrige Lösungen mit einem pH-Wert über 9,0 oder einen pH-Wert unter 2,0 ergeben , im allgemeinen weniger erwünscht, da bei solchen extremen pH-Werten rasch ein Abbau von Cephalosporinen erfolgt. Ebenso sind verschiedene Ubergangsmetallionen dafür bekannt, daß sie die Öffnung des ß-Lactamrings katalysieren, und sind daher zu vermeiden. Anorganische Salze, die Alkanthiole zu Disulfiden oder anderen Produkten oxydieren können, und Salze, die bekanntermaßen mit Thiolyerbindungen zu unlöslichen Komplexen reagieren, sind ebenfalls zu vermeiden. ·

Die Wirkung des Salzes ist offenbar durch eine Kombination von Faktoren in Abhängigkeit von den beteiligten Kationen und Anionen bedingt. Dabei kann eine Stabilisierung eines ionischen Cephalosporinzwischenstoffs durch die Gegenwart von geeigneten Gegenionen eine Rolle spielen. Salze, die eine günstige Wirkung haben, scheinen die Löslichkeit von Cephalosporinen

309826/1163

und Alkanthiolen in dem Reaktionsmedium zu erhöhen. Die günstige Wirkung der bevorzugten Salze, nämlich der Jodide, könnte aufgrund der Theorie von harten und weichen Säuren und Basen erklärt werden. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, die Erfindung auf irgendeine Theorie oder irgendeinen Reaktionsmechanismus zu beschränken.

Die angewandte Menge der Halogenidionen liefernden Komponente ist nicht kritisch und kann innerhalb weiter Grenzen schwanken. Im allgemeinen soll je Gewichtsteil des eingesetzten Cephalosporins eine Menge der Halogenidionenkomponente von 1 Gewichtsteil pro Gewichtsteil des eingesetzten Cephalosporins bis zu einer Menge, die zur Sättigung des wässrigen Reaktionsmediums bei der Reaktionstemperatur ausreicht, angewandt werden. Dabei werden im allgemeinen die besten Ergebnisse erzielt, wenn das Reaktionsmedium mit dem Salz gesättigt ist.

Die für die Umsetzung angewandten Bedingungen sind ebenfalls nicht kritisch und können innerhalb weiter Grenzen abgeändert werden. Beispielsweise können Reaktionstemperaturen im Bereich von 30 bis 100 C angewandt werden, wobei höhere Reaktionstemperaturen eine raschere Umsetzung begünstigen. Die relativen Mengen von eingesetztem Cephalosporin zu Alkanthiol sollen wenigstens stöchiometrischen Verhältnissen entsprechen. Im allgemeinen wird es.jedoch bevorzugt, einen Überschuß an Alkanthiol zu verwenden, um eine möglichst vollständige Umsetzung zu gewährleisten. Zu diesem Zweck kann nach Bedarf ein Molverhältnis von Alkanthiol zu eingesetztem Cephalosporin von 2 bis 10 oder mehr angewandt werden.

Als Alkanthiol werden vorzugsweise Alkanthiole mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen verwendet, beispielsweise Methanthiol, Ä'thanthiol, Propanthiol, Isopropanthiol, Butanthiol, Pentanthiol usw.

309826/ 1163

Als Gephalosporinausgängsstoff wird ein 3-Alkanoyloxymethyl-7-acylamidocephalosporin verwendet. Die bevorzugten Ausgangsstoffe zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die Verbindungen der Formel

R - WH

O
C - CH₀ - O - C - R₀ (VI)

COOH

worin R eine Acylgruppe und R₃ einen C -C.j-Alkylrest (zum Beispiel Methyl, Äthyl, Propyl) bedeutet.

Zu den bevorzugten Acylgruppen gehören Acylgruppen der Formel

0 ·

R. - (CH₀) -C- (VII) _r

*s £ Ii '

worin η 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist und R^ heterocyclische Gruppen bedeutet, die als Heteroatome 0, S_t N oder irgendeine Kombination davon enthalten, darunter Dioxanyl, 2-Furyl, 3-Furyl, Imidazolyl, Morpholinyl, Oxazolyl, Pyranyl, Pyrazinyl, Pyrazolyl, N-Pyridyl, 2-Pyridyl, 3-Pyridyl, Pyrimidyl, N-Pyrryl, 2-Pyrryl, 3-Pyrryl, Thiazolyl, 2-Thienyl, 3-Thlenyl, 2-Benzothienyl, 3-Benzothienyl, Triazinyl, Triazolyl und dergleichen, die partiell und vollständig hydrierten Derivate solcher Gruppen, zum Beispiel Tetrahydrofuryl, Imidazolinyl, Imidazolidyl, Piperidyl, Tetrahydropyrimidyl, Pyrrolidyl und dergleichen, sowie alle vorher genannten derartigen Gruppen, die durch einen oder mehrere Substituenten substituiert sind, darunter beispielsweise eine Aminogruppe oder eine geschützte Aminogruppe (zum Beispiel mit einer tert.-Butoxycarbonylgruppe als Schutzgruppe), eine Cyangruppe, eine Nitrogruppe oder eine Hydroxygruppe. Beispiele

309B2Ö/1163

für solche Reste sind die Picolyl-, Methylfuryl-, Methylthienyl-, Nitrofuryl-, Cyanfuryl-, Nitrobenzothienyl-, Nitropyridyl-, Cyanpyridyl-, Methoxypyrimidyl- und Trifluormethylpyridylreste sowie andere Reste solcher Art, wie sie in der US-PS 3 218 318 beschrieben sind.

Beispielhaft für solche Acylgruppen, in denen R. eine heterocyclische Gruppe ist, sind Dioxanylacetyl, 2-Furylcarbonyl, beta-Pyrazinylpropionyl, 2-Pyridylacetyl, 3-Pyridylcarbonyl, 2-Thienylacetyl, 3-Benzothienylcarbonyl, Piperidylacetyl, Pyrrolidylcarbonyl, Nitrobenzothienylacetyl, beta-(Nitrofuryl) -propionyl, Cyanpyridylcarbonyl, etc.

R₄ kann ferner einen Cycloalkylrest mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten, beispielsweise Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl usw. Beispielhaft für solche Acylreste sind Cyclopentanoyl, Cyclohexanoyl, 3-Methylcyclohexanoyl, Cyclobutylcarbonyl, Cyclopentylacetyl, beta-Cyclopentylpropionyl, etc.

R kann ferner ein Acylrest der allgemeinen Formel

0
R₅-C- (VIII)

sein, worin R₅ entweder Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet (z.B. Methyl, Äthyl, Isopropyl, η-Butyl, tert.-Butyl, Hexyl, Isooctyl,etc.). Beispielhaft für solche Acylreste sind Formyl, Acetyl, Propionyl, Butyryl, Isobutyryl, Pentanoyl, etc.

Außer Wasserstoff oder den oben erläuterten Alkylgruppen kann R₅ auch eine Gruppe der Formel

309826/1163

—(CH₂) - (IX)

worin Q Wasserstoff oder einen oder mehrere Substituenten, darunter eine Aminogruppe, eine geschützte Aminogruppe, eine Cyangruppe, eine Nitrogruppe, einen Cj-Cg-Alkylrest, ein Halogenatom, einen Trifluormethylrest, eine C₁-C₃-Alkoxygruppe usw., und χ 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis bedeutet, oder eine Gruppe der Formel

-^(CH2⁾m - ^X - ^{CH2^}n

in der Q wie vorher definiert ist, m und η jeweils 0 oder ganze Zahlen von 1 bis 4 sind und X entweder 0 oder S bedeutet.

Beispielhaft für solche Acylgruppen, in denen R^ eine ß.er vorher definierten Gruppen bedeutet, sind Benzoyl, p-Methoxybenzoyl, Cyanbenzoyl, Phenylacetyl, gamma-Phenylbutyryl, 2,5-Dimethylphenylacetyl, p-Cyanphenylacetyl, beta-Nitrophenylpropionyl, Hydroxyphenylacetyl, m-Brombenzoyl, 3-Trifluormethylphenylacetyl, 3-tert.-Butoxyacetamidophenylacetyl, Phenoxyacetyl, Phenoxypropionyl, 3-Cyanphenoxyacetyl, Benzyloxycarbönyl, Benzyloxyacetyl, Phenoxycarbonyl, Acetamidophenoxyacetyl, Phenylmercaptocarbonyl, Phenvlmercaptoacetyl, 3-lNiitrophenylinercaptopropionyl, Phenyläthylmercaptoacetyl, Trifluormethylphenylmercaptobutyryl sowie verschiedene andere. ■"··;■-

Für die erfindungsgemäßen Zwecke kommen ferner 7-Acylamidocephalosporine in Betracht, in denen R eine Acylgruppe der Formel

309826/1163

HOOC - CH ~ (CH„) - C - (XI)

bedeutet, worin Y eine Aminogruppe oder eine geschützte Aminogruppe in Form einer Enamingruppe oder einer Acylamidogruppe (zum Beispiel Acetamido, Chloracetamido, Propionamido usw.) darstellt und χ eine ganze Zahl von 1 bis 5 und vorzugsweise von 3 ist, da die Acylgruppe, die sich ergibt, wenn χ 3 ist, die für Cephalosporin C charakteristische Valeroylgruppe ist. Zu bevorzugten Acylgruppen dieses Typs gehören beispielsweise 5-Carboxy-5-ainino-valeroyl, S-Carboxy-S-acetamidovaleroyl, S-Carboxy-S-chloracetamidovaleroyl und S-Carboxyl-S-propionamidovaleroyl.

Außerdem kann R eine Acylgruppe der Formel

0 .CH - C - (XII)

sein, in der Q wie vorher definiert ist und Z eine wie vorher definierte geschützte Aminogruppe oder eine der Gruppen -OH, -OR₇, -COOH oder -COOR_ß bedeutet, worin R^ beispielsweise ein C^Cg-Alkylrest, Tritylrest, Benzhydrylrest oder C₁-Cg-Alkanoyloxyrest und Rg beispielsweise ein C.-C -Alkylrest, zum Beispiel ein tert.-Butylrest, ist. Beispielhaft für die durch Formel XII definierten Acylgruppen sind 2-Phenyl~2-tert.-butoxycarbonamidoacetyl, 2-Phenyl-2-acetamidoacetyl, 2-Phenyl-2-chloracetamidoacetyl, 2-(4'-Methoxyphenyl)-2-acetamidoacetyl, 2-(4'-Cyanphenyl)-2-tert.-butoxycarbonamidoacetyl usw. '■:';■:.:■

309826/ 1 163

Wie für den Fachmann ersichtlich ist,- können verschiedene andere Acylgruppen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandt werden, besonders solche, die in den vorher genannten BE-PS beschrieben sind.

Es wurde gefunden, daß sich die Erfindung gleichfalls auf die Cephalosporinantibiotica anwenden läßt, die in den US-Patentanmeldungen Ser. No. 60 556 vom 3. August 1970 und Ser. No. 62 390 vom 10. August 1970 beschrieben sind, folgende Strukturen habeni

O H OCH- S

Il I

COOH

•N

- - O - C - CH-,

(XIII)

COOH

bzw.

Il

H₂N-CH- (CH₂) ₃-C-NH
COOH

- CH- - 0 - C - NH,

(XIV)

COOH

und als 7-(5'-Carboxy-5'-aminovaieramido)^-methoxy-S-acetoxymethyl-Delta -cephem-4-carbonsäure bzw. 7-(5'-Carböxy-5'-aminovaleramido)-7-methoxy-3-carbamoyloxymethy1-Delta -cephem-4-carbonsäure bezeichnet werden können, sowie auf das bekannte Antibioticum

- CH₀ - O - C - NH,

(XV)

COOH

30 9 8 2 6/11 β 3

7-(5'-Carboxy-5'-aminovaleramido)-S-carbamoyloxymethyl-Delta -cephem-4-carbonsäure.

Wenn die vorher genannten Stoffe als Ausgangsstoffe in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der entsprechenden 3-Alkylthiomethy!verbindungen verwendet werden, ist es zweckmäßig, wenn die Aminogruppe durch eine geeignete Gruppe, vorzugsweise durch eine Acylgruppe (zum Beispiel eine Acetyl-, Chloracetyl-, Propionyl-, tert.-Butoxycarbonylgruppe usw), geschützt ist.

Die bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Ausgangsstoffe haben also die Formel

R₈-NH-CH-(CH₂)₃-C-NH COOH

CH₂ - O - C - R₇ (XVI)

worin R, Wasserstoff oder eine Methoxygruppe, R^ CH- oder NH₂ mit der Maßgabe, daß dann, wenn R_fi Wasserstoff ist, R^ NH₂ ist, und R„ eine Acylschutzgruppe bedeutet. Die bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandten Reaktionsbedingungen sind die gleichen wie vorher.

Da die Reaktion zwischen dem Cephalosporinausgangsstoff und dem Alkanthiol in wässrigem Medium durchgeführt wird, ist es im allgemeinen bevorzugt, den Cephalosporinausgangsstoff in Form eines wasserlöslichen Salzes 'zu verwenden/ zum Beispiel in Form der Alkalimetallsalze oder Ammoniumsalze oder in Form des Salzes, das mit einer organischen Base, zum Beispiel Chinolin oder dergleichen, gebildet wird.

309826/1163

Beispielhaft für die S-Älkanoyloxymethyl-V-acylamidocephalosporinausgangsstoffe, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können,, sind die folgenden Verbindungen:

S-Propionoxymethyl-?-(2'-thienylacetamido)-Delta -cephem-4-carbonsäure,

S-AcetOKymethyl-?-(2'-furyiamido)-Delta -cephem-4-carbonsäure,

S-Acetoxymethyl-?-(2'-furylpropionamido)-Delta -cephem-4-carbonsäure ,

3-Butyryloxymethyl-7-(2'-furylacetamido)-Delta -cephem-4-carbonsäure , ' ·

3-Acetoxymethyl-?-(3'-thienylacetamido)-Delta -cephem-4-carbonsäure ,

3-Acetoxymethyl-?-(3'-methyl-2'-thienylacetamido)-Delta cephem-4-carbonsäure,

3-Acetoxymethyl-?-(1'-pyrazolacetamido)-Delta -cephem-4-carbonsäure,

-?- (N' -methy.1-2 ' -pyrrylacetamido) -Delta -cephem-

4-carbonsäure,

3-Propionoxymethyl-?-(5'-imidazolinylacetamido)-Delta -cephem-4-carbonsäure , .

3-Acetoxymethyl-7-(2 '-pi'peridylacetamido)-Delta -cephem-4-carbonsäure,

3-Acetoxymethyl-7-(3'-brom-2'-pyridy!acetamido)-Delta³-cephem-4-carbonsäure,

309826/1163

3-Acetoxymethyl-7-(2'-thienylpropionamido)-Delta -cephem-4-carbonsäure,

3~Acetoxymethyl-7-(5'-methoxy-3'-pyridylacetamido)-Delta cephem-4-carbonsäure,

S-Acetoxymethyl-V-cyclopentylacetamido-Delta -cephem-4-carbonsMure,

S-Propionoxymethyl-T-cyclohexylpropionamido-Delta -cephem-4-carbonsäure,

3-Propionoxymethyl-7-acetamido-Delta -cephera-4-carbonsäure, S-Acetoxymethyl^-isobutyrylamido-Delta -cephem-4-carbonsäure , 3-Butyryloxymethyl-7-formamido-Delta -cephem-4-carbonsäure,

3-Acetoxymethyl~7-(5'-carboxy-5'-acetamidovaleramido)-Delta cephem-4-carbonsäure,

S-Acetoxymethyl-?-(2'-phenyl-2'-acetamidoacetamido)-Delta cephem-4-carbonsäure.

Die Ausgangsstoffe für das erfindungsgemäße Verfahren können nach einer Reihe von bekannten Methoden hergestellt werden. Beispielsweise können die Arbeitsweisen angewandt werden, die in der US-PS 3 218 318, der US-Patentanmeldung Serial No. 94 988 vom 3. Dezember 1970 und der DT-OS 2 145 946 beschrieben sind.

Die 7-Acylamidogruppe kann in manchen Fällen funktioneile Gruppen enthalten, welche mit dem Alkanthiol reagieren können. Wenn beispielsweise 3-Acetoxymethyl-7-(5'-carboxy-5'-chloracetamidovaleramido)-Delta -cephem-4-carbonsäure eingesetzt wird, läuft die Umsetzung folgendermaßen ab:

3 O 9 8 2 B / 1 1 B 3

O HOOC-CH- (CH₀) -.-C-NH

NH C

CH Cl

.C-CH₀-O-C-CH,,

ν/ ²

(XVII)

COOH

R'-SH

HOOC-CH

0 ₂)₃-C-NH·

NH

C = O

CE₀

SR¹

COOH

. (XVIII)

Dies ist jedoch kein Nachteil, da die 7-Acylamidogruppe im Rahmen der Erfindung nach bekannten Methoden, z.B. nach der Methode, die in der DT-OS 1 770 822 beschrieben ist, unter Bildung der entsprechenden 3-Alkylthiomethyl-7-aminoverbindung abgespalten werden kann, die dann in bekannter Weise erneut acyliert werden kann, um die gewünschte 7-Acylamidogruppe einzuführen.

Nachdem das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben wurde, sollen die folgenden Beispiele die Erfindung näher erläutern.

Beispiel

Eine Probe von 47,1 g (150 mMol) S-Acetoxymethyl^-acetamido-Delta -cephem-4-carbonsäure wird in 150 ml (150 mMol) einer 1 η Natriumhydroxidlösung in einer 500 ml Parr-Druckflasche gelöst und die erhaltene Lösung wird in einem Eis/Methanol-Bad auf -15 gekühlt. Dann werden der Reaktionsmischung 250 g Kaliumiodid zugesetzt und die Flasche wird zur Entfernung gelöster Gase aus der Lösung evakuiert. Hierauf werden 30 ml (540 mMol) Methanthiol aus einer Bombe in einem graduierten Meßzylinder in einem Trockeneis/Aceton-Bad kondensiert und das kondensierte Thiol wird der gekühlten Reaktionsmischung zugesetzt.

Dann wird die Flasche verschlossen und in ein Wasserbad mit einer Temperatur von etwa 80 C gestellt. Die Reaktionsmischung wird 1,75 Stunden bei 70 - 2° intensiv gerührt und anschließend 15 Minuten in einem Eis/Methanol-Bad gekühlt, worauf die Flasche geöffnet wird, überschüssiges Methanthiol wird während 15 Minuten im Vakuum entfernt und die erhaltene wässrige Lösung wird dreimal mit insgesamt 500 ml Äthylacetat extrahiert.

Die Äthylacetatextrakte werden mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung gewaschen und die vereinigten wässrigen Schichten werden auf pH 1,5 angesäuert» Die angesäuerte Lösung wird mit Äthylacetat extrahiert und das Produkt wird abgetrennt und als S-Methylthiomethyl^-acetamido-Delta -cephem-4-carbonsäure identifiziert. Es werden 31,6 g Produkt vom Schmelzpunkt 178 - 179 ° (Zers.) gewonnen,

was einer Ausbeute von 70 % entspricht« JR (Anreibung) 3280, 1770, 1710, 1610, 1520 cm"¹; UV max (MeOH) 265 nm

309826/1163

(epsilon 9000), NMR (CDCl₃ + DMS0d_g) delta 2,07 (6H_fs), 3,46 (IH, d, J=13,5H*), 3,60 (2H, s) , 3,85 (IH, d, J=13,5Hs-), 5,04 (IH, d, J= 5Ha-) , 5,71 (IH, d/d, J=5He-, J=8,5H&), 8,28(1H, d, J=S,5He-), 9,41 (IH, breit s) .

Anal. ber. für C₁₁H₁₄N₃O₄S₂; C 43,71; H 4,67; N 9,27? S 21,21.

gef.: C. 43,97; H 4,92; N 9,03; S 21,06.

Die beschriebene Arbeitsweise wird unter praktisch den gleichen Bedingungen wiederholt, mit der Ausnahme, daß der Reaktionsmischung kein Kaliumjodid zugesetzt wird. Das gleiche Produkt wird in einer Ausbeute von 31 % erhalten.

Beispiel

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise werden 40 mMol 3-Acetoxymethyl-7-acetamido-Delta -cephem-4-carbonsäure mit 140 mMol Methanthiol in Gegenwart verschiedener Salze umgesetzt.

Die Ergebnisse zeigt die folgende Aufstellung:

Salz Menge an Salz (g) Ausbeute

KBr
NaI
NaBr
Ca(NO₃) ₂ .4 Mg(NO-) ,·ί BaI₂-2H₂O

40	40 %
75	66 %
50	52 %
80	58 %
80	44 %
70	66 %
70	59 *
70	68 %
70	59 %

LiI

NH₄I

K₂SO₄ 70 46 %

309826/ 1 1 6,3

Wie daraus ersichtlich ist, wird mit jedem der Salze eine gute Ausbeute des gewünschten 3-Methylthiomethylprodukts erhalten.

Beispiel 3

Eine Probe von 8,36 g (20 mMol) des Natriumsalzes von Cephalothin /S-Acetoxymethyl-?-(2'-thienylacetamido)-Delta cephem-4-carbonsäure/ wird in 50 ml Wasser in einer 500 ml Parr-Druckflasche gelöst. 75 g Kaliumjodid werden zugesetzt, die erhaltene Lösung wird in einem Eis/Methanol-Bad auf eine Temperatur von -10 ° gekühlt und zur Entfernung gelöster Gase wird ein Vakuum angelegt. Dann werden 6 ml (etwa 108 mMol) Methanthiol in einem graduierten Meßzylinder kondensiert und in das Reaktionsgefäß gegeben, das anschlie3end rasch verschlossen und in ein Wasserbad, zu Beginn mit 80 , gestellt wird. Anschließend wird der Inhalt 4 Stunden bei 70 - 2° gerührt.

Dann wird das Reaktionsgefäß auf -10 gekühlt, bevor es geöffnet wird, und zur Entfernung von überschüssigem Methanthiol wird 15 Minuten lang ein Vakuum angelegt. Die erhaltene wässrige Lösung wird dreimal mit 150 ml Äthylacetat extrahiert, das zweimal mit kalter Natriumbicarbonatlösung gewaschen wird. Die vereinigten wässrigen Schichten werden mit verdünnter HCl auf pH 2 angesäuert und das Produkt wird dreimal mit Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatlösung wird mit Natriumsulfat behandelt, filtriert und im Vakuum zur Trockne eingedampft, wodurch 7,6 g einer rohen sauren Fraktion erhalten werden. Aus einer Äthylacetatlösung werden 4,94 g (64 % Ausbeute) reine S-Methylthiomethyl-?-(2'-thienylacetamido)-Delta³ -cephem-4-carbonsäure vom Schmelzpunkt 148 bis 150 ° (Zers.)

3098 2 6/1163

kristallisiert. JR (CHCl₃) 3320, 1780, 1710, 1680, 1505 cm ^l ; UV max (EtOII) 236 nm (epsilon 14 300) , 266 (8300) ; NMR

(CDCl- + DMSOcL) delta 2,04 (3H, s) , 3,44 (IH, d, J=13Hz-) , a 0

3,58 (2H, s), 3,80 (2H, s) , 3,84 (IH, d, J=13Hz-) , 5,03 (IH, d, J=5 Ha-) , 5,66 (IH, d/d, J=5, 8,5Ha-), 6,96 (2H,m), 7,22 (IH, m) , 8,87 (IH, d, J=8,5Hz-), 10,8 (IH, sehr breit)

Anal. ber. für ^c ₁5^II ₁₆ ⁱⁱ2°4^S3^{i C 46}'⁸⁶' ^H 4,19; N 9,29; S 25,02

gef.: C 46,81; H. 4,38; N 7,13; S 24,96

Die beschriebene Arbeitsweise wird unter praktisch den gleichen Bedingungen, jedoch ohne Zusatz von Kaliumiodid wiederholt. Es v/erden 6,6 g der rohen Fraktion erhalten, die nach Umkristallisieren 2,67 g des gewünschten 3-Methylthiomethylprodukts liefern (Ausbeute 35 %)-.

Beispiel 4

Eine Probe von 30 g (100 mMol) S-Acetoxymethyl-^-formamido-

3
Delta "cephem-4-carbonsäure wird in 100 ml (100 mMol) einer 1 η Katriumhydroxiälösung gelöst. Die Lösung wird nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise mit 170 g Kaliumjodid und 19 ml (344 mMol) Methanthiol behandelt. Die Umr setzung wird 1,7 Stunden bei einer Temperatur von etwa 70 ° durchgeführt. Das Produkt 3-Methylthiomethyl-7-formamido-Delta -cephem-4-carbonsäure, wird in einer Ausbeute von 74 % (21,4 g) erhalten. Das NMR-Spektrum zeigt keine Spuren von unverändertem Ausgangsstoff.

3 0 9 8 26 /116 3:

Beispiel 5

Eine Probe von 46,59 g des Monochinolinsalzes von

_7_(5'-chloracetamido-5'-carboxyvaIeramido)-

Delta -cephem-4-carbonsäure (Reinheit 79,9 % , 60 mMol) wird in 100 ml Wasser, das 225 g Kaliumiodid enthält, suspendiert. Dann wird die Lösung nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise mit 25 g (520 mMol) Methanthiol behandelt. Die Umsetzung wird 2 Stunden und 40 Minuten bei etwa 70 ° durchgeführt. Das Produkt 3-Methylthiomethyl-7-(5 ' -methylthioacetaiTiido-5 ' -carboxyvaleramido) -Delta -cephem-4-carbonsäure, wird wie in Beisniel 1 mit der Ausnahme, daß 10 % Äthanol in Kthylacetat als Extraktionsmittel verwendet wird, in guter Ausbeute isoliert. Das NMR-Spektrum des Produkts zeigt keine Spuren des Ausgangsstoffs.

NMR (DMSOd_c), 1,62 (4H, m), 1,98 (3H, s), 2,11 (3H, s), ο

2,21(2H, m) , 3,13(2H, s) , 3,52(1H, d, J= 14Hz-) , 3,62 (2H, s) , 3,72 (IH₁ d, J= 14Ha-) , 4,20 (IH, m) , 5,12 (IH, d, J=5H») , 5,61 (IH, d/d, J=5Ha) , 8,2O(1H, d, J= 8Hb-) , 8,83 (IH, d, J=8H* ).

Beispiel 6

Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird mit Äthanthiol anstelle des Methanthiols wiederholt. Die Umsetzung wird 2 Stunden bei 70 ⁰C durchgeführt und das Produkt wird nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise isoliert.

3-Ä*thylthiomethyl-7-acetamido-Delta -cephem-4-carbonsäure wird als Produkt in ähnlichen Ausbeuten wie das Produkt von Beispiel 1 erhalten.

3 0 9 8 2 6/1163

Beispiel 7

Die in Beispiel 6 beschriebene Arbeitsweise wird mit Kaliumbromid als Halogenidsalz wiederholt. Es werden ebenfalls gute Ausbeuten dös S-Äthylthiomethylprodukts erhalten .

Beispiel 8

S-Acetoxymethyl-?-(2'-triazinylacetamido)-Delta -cephem-4-carbonsäure wird nach der in Beispiel 6 beschriebenen Arbeitsweise mit Propanthiol umgesetzt. Als Produkt wird 3-Propylthiomethyl-7-(2'-triazinylacetamido)-Delta -cephem-4-carbonsäure in guter Ausbeute erhalten.

Beispiel 9

3-Acetoxymethyl-7-(2 '-phenyi-2 '-acetamidoacetamido) -Delta cephem-4-carbonsäure wird mit Methanthiol in Gegenwart von Natriumjodid umgesetzt. 3~Methylthiomethyl-7-(2'-phenyl-

3
2'-acetamido-acetamido)-Delta -cephem-4-carbonsäure wird

in guter Ausbeute erhalten.

Beispiel 10

S-Propionoxyrnethyl-?- (5 ' -nitro-2 ' -thienylacetamido) -Delta -cephem-4-carbonsäure wird mit Ivthanthiol in Gegenwäri von Natriumbromid umgesetzt. Als Produkt wird 3~Äthylthiomethyl-7-(5'-nitro-2'-thienylacetamido)-Delta -cepher 4-carbonsäure in guter Ausbeute erhalten.

309826/1163

Beispiel 11

Nach der in Beispiel 6 beschriebenen Arbeitsweise wird B-Acetoxymethyl-?-(2·-morpholinylacetamido)-Delta -cephem-4-carbonsSure mit Butanthiol in Gegenwart von Kaliumbromid umgesetzt. 3-Butylthiomethyl-7-(2'-morpholinylacetamido) -Delta -cephem-4-carbonsäure wird in guter Ausbeute erhalten.

Beispiel 12

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wird mit 3-Acetoxymethyl-?- (2'-phenyl-2'-chloracetamidoacetamido)-Delta -cephem-4-carbonsäure und Methanthiol in Gegenwart von Natriumbromid wiederholt. S-Methylthiomethyl-?-(2'-chloracetamidoacetamido) -Delta -cephem-4-carbonsäure wird in guter Ausbeute erhalten.

Beispiel 13

Das Monoehinolinsalz von S-Acetoxymethyl-?-(5'-propionamido-5'-carboxyvaleramido)-Delta -cephem-4-carbonsäure (Reinheit 85 %, 35,32g, 50 mMol) wird in einer kalten Lösung von KJ (160 g) in Wasser (70 ml) suspendiert, CH₃SH wird zugesetzt und die Reaktionsmischung wird wie in Beispiel 1 1,75 Stunden auf 70 erwärmt. Die Aufarbeitung wie in Beispiel 5 liefert in einer Ausbeute von 67 % 3-Methylthiomethyl-7-(5'-propionamido-5'-carboxyvaleramido)-Delta -cephem-4-carbonsäure, die durch ihr KMR-Spektrum identifiziert wird. NMR (DMSOd₆)delta 0,98 (3H, t, J=7,5He·), 1,60 (4H),

309826/1163

1,98 (3H, s) , 2,13 (2H, q, J=7,5HsS-) , 2,20 (2H), 3,51, 3,-71 (2H, AB, J=13,5Ha-), 3,62 (2H, s) , 4,18 (IH) > 5,14 (IH, d, J=SHe-), 5,59 (IH, d/d, J=5Ha-, 8,5 H*), 7,96 (IH, d, J=7,5H2-), 8,81 (IH, d, J=8,5Hz-).

Wenn die gleiche Umsetzung in Abwesenheit von Salz durchgeführt wird, ist das Produkt eine Mischung aus dem Methylthiomethylprodukt und Ausgangsstoff. Die Ausbeute der Methylthiomethy!verbindung wird mit etwa 35 % ermittelt.

Beispiel 14

S-Acetoxymethyl-J-phenoxyacetamido-Delta -cephem-4-carbonsäure-Kaliumsalz (17,78 g, 40 mMol) wird in einer kalten Lösung von KJ (70 g.) in H₂O (40 ml) in einer Parr-Druckflasche gelöst. Nach Zugabe von CH-SH (12 ml) wird die Flasche verschlossen und 1 Stunde und 50 Minuten auf 70 erwärmt. Das saure Produkt wird wie in Beispiel 1 isoliert und mit Dipheny!diazomethan zur Erzeugung des Benzhydrylesters behandelt, der durch Chromatographieren an Kieselgel gereinigt wird. Das Produkt Diphenylmethyl-3-

3 ^s methylthiomethyl-7-phenoxyacetamido-Delta -cephem-4-carboxylat (5,82 g, 26 % Ausbeute) wird durch sein iSlMR-Spektrum identifiziert. NMR (CDCl₃)delta 1,85 (3H, s) , 3,45(1H, d, J= 14Ha-) , 3,51 (2H, s) , 3,65 (IH, d, J= 14 He-) , 4,55(2H, s) , 5,03 (IH, d, J=5Ha-) , 5,86 (IH, d/d, J=5Ha-, J=9&2-) , 6,8-7,6 (17H,m) .

Wenn die gleiche Umsetzung in Abwesenheit von KJ durchgeführt wird, wird nur eine ■ P.roduktausbeute von 14 % erzielt.

309826/1163

Beispiel 15

Den Einfluß der Salzkonzentration auf die Ausbeute der Umsetzung zeigt die in der folgenden Tabelle zusammengefaßte Reihe von Versuchen. Die Versuche wurden nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 durchgeführt.

309826/ 1 1 63

Ausbeute

	Reaktions- maßstab mMol	Menge CH₃SH mllol	Volumen H₂O ml	Menge KJ g	Zeit, und Min	Stan. Temp, ⁰C •	gesamte saure Fraktion	kristallines Produkt	Schmp.	0
	20	130	20	50	1:45	70-72 "	79,8 %	68,6 %	172-174	0 O
30982	20 20	130 130	20 20	20 10	1:45 1:55	72 67-72	82,0 % 87,0 %	56,0 % 51,1 %	175-177 174-176
co										O
	20	130	20	5	1:45	72	83,8 %	42,6 %	174-175	O
σ> ω	40	140	40	0	1:45	70-72	76,9 %	31,0 %	169-170

Beispiel 16

Nach der in Beispiel 6 beschriebenen Arbeitsweise wird

3 T-Benzamido-S-propionoxymethyl-Delta -cephem-4-carbonsäi mit Methanthiol in Gegenwart von Kaliumjodid umgesetzt. Das Produkt 7-Benzamido-3-methylthiomethyl-Delta -cephei carbonsäure wird in guter Ausbeute erhalten.

Beispiel 17

Ebenfalls nach der in Beispiel 6 beschriebenen Arbeitsweise wird V-Phenylmercaptoacetamido-S-acetoxymethyl" Delta -cephem-4-carbonsäure mit Äthanthiol in Gegenwart von Natriumjodid umgesetzt. Das 3-Äthylthioäthylprodukt wird in guter Ausbeute erhalten.

Beispiel 18

Nach der in Beispiel 6 beschriebenen Arbeitsweise wird 7—(5'-Carboxy-5'-propionamidovaleramido)-7-methoxy-3-acetoxymethyl-Delta -cephem-4-carbonsäure mit Methanthiol in Gegenwart von Kaliumjodid umgesetzt. Das 3-Methylthiomethylprodukt 7-(5'-Carboxy-5'-propionamidovaleramido)-7-methoxy-3-methylthiomethyl-Delta -cephem-4-carbonsäure wird in guter Ausbeute erhalten.

Beispiel 19

Nach der in Beispiel 6 beschriebenen Arbeitsweise wird 7-(5'-Carboxy-5'-acetamidovaleramido)-7-methoxy-3-carbamoyloxymethyl-Delta -cephem-4-carbonsäure mit Äthanthiol in Gegenwart von Natriumbromid umgesetzt. 7-(5'-Carboxy-5'-acetamidovaleramido)~7-methoxy-3-äthylthiomethyl-Delta -cephem-4-carbonsäure wird als Produkt in guter Ausbeute erhalten.

309826/1163

Beispiel 20

Eine Lösung des Natriumsalzes von Cephalosporin C (8,77 g, 2OmMoI) in Wasser (20ml), die KJ (50 g) enthält, wird in einer 500 ml Parr-Flasche wie vorher beschrieben 2 Stunden bei 70 ⁰C mit CH₃SH (8 ml, etwa 140 mMol) umgesetzt. Die wässrige Reaktionsmischung wird zur Entfernung von neutralem Material mit Äthylacetat gewaschen und dann durch eine Säule mit Aktivkohle (Pittsburgh 12 χ 40, Volumen 1000 ml) geleitet. Kaliumjodid wird durch Eluieren der Säule mit Wasser (4 1) entfernt. Das Cephalosporin wird durch Eluieren mit 50 % Wasser/Aceton (41), Konzentrieren des Eluats im Vakuum zur Entfernung von Aceton und Lyophilisieren des wässrigen Rückstands gewonnen. Das feste Produkt wird in ein wenig Wasser aufgenommen und durch Verdünnen mit Aceton und Anreiben kristallisiert. Das Produkt

3 7-(S-Amino-S-carboxyvaleramido)-3-rnethylthiomethyl-Delta cephem-4-carbonsäure-Kaliumsalz (4,67 g, 53 %) wird spektroskopisch identifiziert, besonders durch das NMR-Spektrum: delta (D₂O) 1,82 (4H, m) , 2,11 (3H, s) 2,41 (2H, t, J=6,5Hz-), 3,34, 3,75 (2H, AB, J= 14Ha-) , 3,39, 3,76 (2H, AB, J= 18Hs-) , 3,75 (IH, t, J=5H2-),5,14 (IH, d, J=SHa-), 5,59 (IH, d, J=SHa-) . .

Beispiel 21

Das Natriumsalz von 7-(5 '-Amino-5'-carboxyvaleramido)-7-methoxy-

3
3-acetoxymethyl-Delta -cephem-4-carbonsäure (1,0 g, 2,19 mMol) wird mit 1 ml Methanthiol in einer Lösung, die 4,5 g KJ und und 2,2 ml Wasser enthält, in einem 15 ml-Druckgefäß bei 70 C 2 Stunden lang umgesetzt. Das Produkt wird durch Absorption an einer Säule mit Aktivkohle (Volumen 125 ml), Waschen (mit 800 ml H₃O) zur Entfernung von Salz und Eluieren mit 50-prozentigem wässrigem Aceton (11) isoliert (wie in Beispiel 20).

309826/ 1163

Als Produkt wird 7-(5'-Amino-5'-carboxyvaleramido)-7-methoxy-3-(methylthioraethyl)-Delta -cephem-4-carbonsäure-Kaliumsalz in einer Ausbeute von 50,5 % erhalten. Das Produkt wird spektroskopisch identifiziert, besonders durch das NMR-Spektrum:delta (D₂O) 1,88 (4H, m), 2,02 (3H, s), 2,50 (2H, m), 3,34, 3,74 (2H, AB q J= 18He-) , 3,35, 3,71 (2H, AB q J= 14He-) , 3,56 (3H, s) , 3,77 (IH, t, J= 6He-) , 5,23 (IH, s) .

309826/1 163

Claims

Patentansprüche

¹V. Verfahren zur Herstellung von S-Alkylthiomethyl-V-acylamidocephalosporinen durch Umsetzung eines 3-Alkanoyloxymethyl-7-acylamidocephalosporins mit einem Alkanthiol, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in wässrigem Medium in Gegenwart anorganischer Salze durchgeführt wird und daß als anorganische Salze die stark wasserlöslichen Jodide, Bromide, Thiocyanate, Nitrate oder Sulfate der Metalle der Gruppen I und II des Periodensystems oder von Ammonium verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Salze der Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kaliumjodid verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Gewichtsteil Salz pro Gewichtsteil des S-Alkanoyloxymethyl-T-acylamidocephalosporins verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz in einer Menge verwendet wird, mit der das wässrige Medium bei der Reaktionstemperatur praktisch gesättigt wird.

3098 26/1163
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Cephalosporin der Formel

R-NBv

0 - CH₂ - 0 - C -

_o j^~^NN_c^^C " ^CH2 COOH

worin R eine Acylgruppe und R₃ einen C -C-j-Alkylrest bedeutet, durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Cephalosporin der in Anspruch 6 angegebenen Formel durchgeführt wird, in der R eine Acylgruppe der Formel

^R4 " ^(CH2^}n -

worin R. eine heterocyclische Gruppe mit S, U, 0 oder einer Kombination davon als Heteroatom oder Heteroatomen oder einen Cycloalkylrest mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und η 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeutet, eine Acylgruppe der Formel

Il

R₅-C- ,

worin R₅ Wasserstoff, einen C -C_g-Alkylrest, eine Gruppe der Formel

309826/116

in der Q Wasserstoff oder einen Substituenten bezeichnet und y 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist, oder eine Gruppe der Formel

- ^X■- ^(CH2>n

worin 0 wie vorher definiert ist, m und η jeweils 0 oder ganze Zahlen von 1 bis 4 sind und X 0 oder S bezeichnet _F eine Acylgruppe der Formel

HOOC - CH - (CH₀)„ - C - ,. f ί X

worin Y eine Aminogruppe oder eine geschützte Aminogruppe bezeichnet und χ eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, oder eine Acylgruppe der Formel

CH - C - , ' Z
Q

in der Q wie vorher definiert ist und Z eine geschützte Aminogruppe oder eine der Gruppen -OH, -OR₇, -COOH oder -COORg bezeichnet, worin R₇ ein C.-Cg-Alkylrest, Tritylrest, Benzhydrylrest oder C -C,-Alkanoyloxyrest und R_g ein C.-C--Alky!rest ist,

bedeutet.

309826/1163
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Cephalosporin der Formel

R₈-NH-CH-(CH₂) 3"^C- ϊτττ Ι Γ Ι 0 COOH ι J M I ^\/ ^CH; / COOH

durchgeführt wird, worin R_c Wasserstoff oder eine Methoxygruppe,

R~ einen Methylrest oder eine Aminogruppe mit der Maßgabe, daß dann, wenn R_g Wasserstoff ist, R^ eine Aminogruppe ist, und Rg Wasserstoff oder eine Acylschutζgruppe bedeutet.

309826/1163