DE2321234A1 - Verfahren zur herstellung von cephalosporinverbindungen - Google Patents

Description

DR-I. MAAS

DR. F. VOITHENLEITNER
8 MÜNCHEN 40

5CHU-I5SHEIMERSTR.299-TEL. 3592201/205

X-3784

Eli Lilly and Company, Indianapolis, Indiana, V.St.A. Verfahren zur Herstellung von Cephalosporinverbindungen

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, um eine 7-Carb oxamidogruppe eines Cephalosporins der Formel

R-NH-CH-CH
ι ι

C—N. C-CH₂-X

COOR
abzuspalten,

worin R eine Amidoadipoy!gruppe; eine Aminoadipoylgruppe, worin die Aminogruppe mit C,-C_o-Alkanoyl, C^-C₁₀-ArOyI,

Xo b 1/

C -C^-Alkyloxycarbonyl, C-.-C.^-Aryloxycarbonyl oder durch solch eine Schutzgruppe, die durch Halogen, Nitro oder C₁-C₃-Alkyloxygruppen substituiert ist;

oder worin R eine C^Cg-Alkanoyl-, eine C^Cg-alpha-Mono- oder -Dihalogenalkanoylgruppe,

3 0 9 8 4 7/1117 ORIGINAL INSPECTtÜ

11

Il

oder

Il

•CH Q

bedeutet, wobei

Y Sauerstoff, Schwefel oder eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung bedeutet;

η eine ganze Zahl von 0 bis 3 bedeutet und mindestens 1 beträgt, wenn Y Sauerstoff oder Schwefel bedeutet;

m eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet;

Q eine Amino-, Hydroxy-, Carboxygruppe bedeutet; oder

R sonst eine Acylgruppe darstellt, die sich von dem

Penicillin ableitet, das zur Herstellung des Cephalosporins verwendet wurde;

3 0 9 8 A 1 / 1 1 17

X C₂ ^-Cg-Alkanoyloxy 9 Q *> 1 *? *} /

C₂-Cg-Thioalkanoyloxy
Cg-C.₂-Thioaroyloxy
Hydroxy
Mercapto
Wasserstoff

C.-C-j-Alkoxythionocarboxylthio
C.-Cg-Alkoxy oder
Cj-Cg-Alkylthio bedeutet; und

R Wasserstoff, ein Alkalimetall oder eine Carboxylveresterungsgruppe, wie eine 2,2,2-Trichloräthyl-, p-Nitrobenzyl-, Phenacyl-, Benzhydryl-, tert-Butyl- und p-Methoxybenzylgruppe bedeutet und worin irgendwelche Amino-, Carboxyl-, Hydroxy- und Mercaptogruppen im Molekül mit einem Maskierungsmittel maskiert sind, wobei das maskierte Cephalosporin mit einem Halogenierungsmittel behandelt wird, um die 7-Carboxamidogruppe des Cephalosporins in ein Iminohalogenid zu überführen, das Iminohalogenid mit einem Alkohol behandelt wird, um ein Iminoäther zu bilden und der Iminoäther hydrolysiert wird, um eine 7-Aminogruppe zu bilden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung, bei der die Carboxylgruppe geschützt wird, und die Umsetzung, bei der das Carboxyamid gespalten wird, in einem organischen Verdünnungsmittel wie in Tetrahydrofuran , Bis-(2-methoxyäthyl)-äther, 2-Methoxyäthylacetat, Äthylenglycoldiacetat, 1,4-Dioxan, 1,3-Dioxan und in organischen flüssigen Mischungen davon, die mit Wasser mischbar sind, durchführt.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Spaltung

2 einer Cephalosporinverbindung, worin R R C(O) bedeutet,

2
wobei R -(C(O)- die carboxylische Acylgruppe bedeutet, die gespalten werden soll;

3098^7/111?

X Wasserstoff,

Cj-Cg-Alkanoyloxy,
C -Cg-Alkoxy oder
C.-Cg-Alkylthio bedeuten und

R¹ Wasserstoff oder ein Alkalimetallkation bedeutet, wobei ein 7-Aminocephalosporinkern der Formel

H2N-CH-CH	CH2
I I	I
X—N /■ N	C-CH0X ■/
	t COOH

oder eine Lösung, ein Salz oder eine solvatisierte Form davon gebildet wird. Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine katalytische Menge von Chinolin, Isochinolin, 3-Picolin, 4-Picolin, Pyridin oder eines Säureadditionssalzes von einer oder mehrerer dieser Basen oder ein Komplex davon mit einem C^C-j-Alkanoyl-

halogenid zu dem Medium, das das Tetrahydrofuran, den Bis-(2-methoxyäthyl)-äther, das 2-Methoxyäthylacetat, das Äthylenglycoldiacetat, das 1,4-Dioxan oder das 1,3-Dioxan enthält, zufügt, bevor das Halogenierüngsmittel zugegeben wird.

Die Cephalosporine sind eine gut bekannte Familie von Antibiotica, die bei der Behandlung von Krankheiten viel verwendet werden.

Dem Cephalosporin C, das durch Fermentation erhalten wurde; wurde die folgende Struktur zugeordnet:

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R-C-NH-CH-CH CH₂ O

Ii ι ι·

C—N ,C-CH₂-OCCH₃

COOH

worin R HOOC-CH(NH₃)-(CH₂)₃~ bedeutet. Es ist ebenfalls als 7-(5'-Aminoadipamido)-cephalosporansäure bekannt. Es besitzt eine schwache antibiotische Aktivität, es ist jedoch als Quelle für den Cephalosporin-C-Kern wichtig, d.h, für die 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA) der Strukturformel

(+)H₃N-CH-CH CH₂ 0

I I

C N C-CH₂-OCCH₃

COO

In der Strukturformel ist die 7-ACA in zwitterionischer Form dargestellt, obgleich auch anionische und kationische Salze gebildet und verwendet werden können. Medizinisch wichtige Antibiotica wie Cephalothin und Cephaloridin und Cephaloglycin werden aus 7-ACA nach bekannten Verfahren hergestellt. Verschiedene Derivate von 7-ACA, die als Antibiotica Verwendung finden, werden hergestellt, indem man die 7-Aminogruppe von 7-ACA mit geeigneten Acylsäuren, Säurehalogeniden oder

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anderen reaktiven Formen von solchen Acylgruppen und/oder indem man die Acetoxygruppe, die an das 3-Methylkohlenstoff atom gebunden ist, durch geeignete nukleophile Gruppen ersetzt. Solche Verfahren sind heute zahlreich in der Literatur beschrieben. Es ist ersichtlich, daß Cephalosporin C ein sehr wertvolles Antibioticum ist, das durch Fermentation erhalten wird, und daß es als Quelle für Ausgangsmaterialien zur Herstellung zahlreicher anderer stärker wirksamer Antibiotica ein besonderes Interesse besitzt. Das Acetoxycephalosporin C, das in der US-Patentschrift 3 124 576 beschrieben ist, besitzt ebenfalls als Zwischenprodukt für die Herstellung von 7-Aminodesacetoxycephalosporin C (7-ADCA) Interesse, wobei man ähnliche Spaltungsverfahren verwendet. Das Desacetoxycephalosporin C und die Alkalimetallsalze davon können ebenfalls als Ausgangsmaterialien bei dem verbesserten erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.

Ein Verfahren, um eine Amidogruppe zu spalten und.das freie Amin herzustellen, wird von Lander, J. Chem. Soc, 83, 320 (1903) beschrieben. Entsprechend dem Verfahren von Lander wird das Amid mit einem Halogenierungsmittel behandelt, um die Amidogruppe in ein Aminohalogenid zu überführen. Anschließend wird das Aminohalogenid mit einem Alkohol behandelt, wobei man den Aminoäther erhält, der dann zu dem freien Amin hydrolysiert wird. Die Anwendung dieses Verfahrens auf die Spaltung von Cephalosporin C zur Herstellung von 7-ACA ist in der kanadischen Patentschrift 770 125 und in der britischen Patentschrift 1 041 985 beschrieben.

Um dieses Verfahren auf die Reaktionsseguenzen bei den Cephalosporinen mit Erfolg anwenden zu können, ist es erforderlich, zuerst die Carboxylgruppen in dem Molekül zu schützen.

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Es ist besonders wichtig, daß die Carboxylgruppe in der 4-Stellung des Cephalosporins geschützt wird. Bis jetzt wurden diese Carboxylgruppen im allgemeinen geschützt, indem man sie in die Ester überführte. Mit der Ausnahme der Silylester sind diese Ester im allgemeinen unter den Reaktionsbedingungen stabil, und das Esterprodukt muß einer weiteren Behandlung unterworfen werden, damit man die freie Säure erhält. Eine solche Behandlung erfordert eine starke Hydrolyse mit Säure oder Base oder in einigen Fällen eine Hydrogenolyse. Diese zusätzlichen Stufen bringen zusätzliche Verfahrenskosten mit sich, und im Falle von sehr starken Hydrolysen mit Säuren kann eine gewisse Hydrolyse der Acetoxygruppe an der ^-Methylengruppe von Verbindungen der Cephalosporin-C-Art zu Desacetylcephalosporinen erfolgen. Führt man eine Hydrolyse mit Basen durch, so besteht die Gefahr, daß die Doppelbindung in dem Dihydrothiazinring von Verbindungen der Cephalosporin-C-Art isomerisiert. Außerdem führen zahlreiche Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffestern zu einer Isomerisierung der Doppelbindung in dem Cephalo-

2
sporinsolvat. Ein Delta -Produkt (Isocephalosporin) wird erhalten. Die Silylester sind gegenüber Feuchtigkeitsspuren empfindlicher und daher während ihrer Umsetzung weniger stabil als die Kohlenstoffester. In der Tat werden sie in einigen Fällen zu leicht entfernt. Die Reagentien, die zur Herstellung der Silylester erforderlich sind, sind teuer und nicht immer in technischen Mengen leicht erhältlich. In der

US-Anmeldung mit der Ser. No. 117 043, eingereicht am 19. Februar 1971, Robert R. Chauvette) wird ein verbessertes Verfahren beschrieben, um die Carboxylgruppen von Cepahlosporinen während der Spaltungsreaktion zu schützen. Nach diesem Verfahren werden die Carboxylgruppen maskiert., indem man sie in ein gemischtes Anhydrid Überführt,

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das sich von der Säure abladet, die die Formel R¹''-₂ besitzt, worin R¹¹¹ eine C^-Cg-Alkyl-, Alkenyl- oder eine Alkinyl-, eine Halogen-C^Cg-alkyl-, -alkenyl- oder -alkinyl-, eine Phenylgruppe

-Y-(CH,) ζ η

oder

bedeutet, worin

Y Sauerstoff, Schwefel oder eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung bedeutet;

η eine ganze Zahl von. 0 bis 3 bedeutet und mindestens 1 beträgt, wenn Y Sauerstoff oder Schwefel bedeutet;

Z Sauerstoff, Schwefel oder NH und m eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeuten.

In der US-Patentschrift 3 641 018 wird ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von 7-Aminocephalosporansäure aus Cephalosporin C beschrieben. Nach diesem Verfahren werden die Carboxylgruppen geschützt, dann wird mit einem Halogenierungsmittel behandelt, um die Amidogruppe in der 7-Stellung in ein Iminohalogenid zu überführen, dann wird das Iminohalogenid in den Iminoäther überführt und der Iminoäther wird hydrolysiert, wobei die 7-Aminocephalosporansäure erhalten wird. Das Verfahren dieser US-Patentschrift ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Aminogruppe und

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die Adipamoylseitenkette mit einer alpha-Halogen- oder einer alpha,alpha-Dihalogen-C--C₄-alkanoylgruppe acyliert, bevor man die Hydroxylgruppen schützt. Bei diesen Herstellungsverfahren, bei denen Spaltungsreaktionen verwendet werden, ist es üblich, organische Lösungsmittel, die mit Wasser nicht mischbar sind, beispielsweise Chloroform, Methylenchlorid oder ähnliche Lösungsmittel, zu verwenden, wenn man die Carboxy1-Maskierungsumsetζung, die Umsetzung, bei der das Iminohalogenid gebildet wird, und die Umsetzung, bei der das Cephalosporin C oder ein Derivat davon in die Iminoform überführt werden, durchführt. Nach diesen Umsetzungen wird die entstehende Reaktionsmischung mit Wasser behandelt, wobei die Seitenkette gespalten wird. Dann wird die Reaktionsmischung aus organischem Lösungsmittel und Wasser mit einer Base behandelt, um die 7-Aminocephalosporansäure oder andere Kerne aus der Reaktionsmischung auszufällen und abzutrennen. Bei diesen Verfahren sind Emulsionsprobleme aufgetreten. Manchmal ist es schwierig, diese Emulsion in annehmbaren Zeiten zu brechen. Um diese Emulsionsprobleme zu vermeiden, hat man die Reaktionsmischung, nachdem man mit dem gemischten Anhydrid die Carboxylblockierungsstufe durchgeführt hat, filtriert. Bei dieser Filtrationsstufe scheint ein Teil der Verbindungen, die die Emulsion bilden, entfernt zu werden, oder sie verhindert, daß die Emulsion ein zu ernstes Problem wird. In einigen Fällen ist es, wegen der Größe des Versuchs, nicht wünschenswert, die Reaktionsmischung zu filtrieren, zumindest nicht bis die Wasserbehandlungsstufe durchgeführt wurde. Die Emulsion, die während mehrerer Reaktionen erhalten bleibt, kann nach der Wasserbehandlungsstufe filtriert werden. LaBt man die stark saure Reaktionsmischung während 5 Minuten oder so stehen, so scheint die Emulsion zu brechen. Im Labormaßstab sind korrosionsständige Geräte wie .Zentrifugengläser aus Glas verfügbar. In großem Maßstab ist es schwierig, Geräte wie Zentrifugen, die mit Keramik ausgekleidet sind, zu

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erhalten, und solche Geräte sind teuer. Die Emulsionsprobleme bedingen Ausbeuteverluste, sie erhöhen die Zykluszahl in der Anlage, und die Verwendung zusätzlicher Verfahren oder die Verwendung von Sondervorrichtungen kann erforderlich sein. Weiterhin verursacht die Verwendung von Chloroformlösungen bei Verfahren im großen Maßstab bei den Arbeitern der Anlage während des warmen Wetters Unwohlsein.

Um diese Schwierigkeiten wie die oben erwähnten Emulsionsprobleme zu vermeiden, die besonders dann auftreten, wenn man Cephalosporin C oder seine Derivate, die durch Fermentation gebildet wurden, verarbeitet, wurden verschiedene mit Wasser mischbare, organische Lösungsmittel für die Spaltungsreaktionsmischung versucht. Acetonitril ist für die Spaltung von Cephalosporin C oder seiner Derivate ein gutes Lösungsmittel. Jedoch ist Acetonitril auch ein solch gutes Lösungsmittel für 7-Aminocephalosporansäure, und es muß, wenn es verwendet wird, aus der fertigen Reaktionsmischung beispielsweise durch Destillation entfernt werden, wenn man die 7-Aminocephalosporansäure aus der Reaktionsmischung abtrennen will. Es besteht daher auf dem Cephalosporinspaltungsgebiet ein Bedarf für ein Verfahren, das eine einfache Spaltungsreaktion ermöglicht, ohne daß Emulsionsprobleme auftreten, und bei dem die Arbeiter bzw. das Personal nicht schädlichen Einflüssen und Unwohlsein ausgesetzt sind. Weiterhin sollten keine Spezialgeräte und Einrichtungen erforderlich sein, und bei der Durchführung des Verfahrens sollte Zeit gespart werden.

Es wurde nun gefunden, daß ein Vermischen von katalytischen Mengen an Chinolin, Isochinolin, 3-Picolin, 4-Picolin, Pyridin oder einem Säuresalz davon oder einem Komplex davon mit einem Cj-Cj-Alkanoylhalogenld mit Tetrahydrofuran, Bis-'(2-methoxyäthyl)-äther, 2-Methoxyäthylacetat, Äthylenglycoldiacetat, 1,4-Dioxan oder 1,3-Dioxan Mischungen, die ein

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Alkalimetallcephalosporin C oder Desacetoxycephalosporin C oder andere Cephalosporinderivate enthalten, vor der Zugabe des Iminohalogenid bildenden Reagens die durchschnittlichen Ausbeuten an 7-Aminocephalosporansäure oder 7-Aminodesacetoxycephalosporansäure, die nach einer Reihe von Reaktionen erhalten werden, wie nach der Bildung des gemischten Anhydrids, der Iminohalogenidbildung, der Imirioätherbildung und der Hydrolyse stark erhöht werden, verglichen mit den Ausbeuten, die man erhält, wenn eine· solche Base mit der Mischung nicht vermischt wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, um eine 7-Carboxamidogruppe von einem Cephalosporin abzuspalten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders bei Verfahren geeignet, bei denen 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA) aus einem Alkalimetallsalz des Cephalosporin C in Tetrahydrofuran, Bis-(2-methoxyäthyl)-äther, 2-Methoxyäthylacetat, Äthylenglycoldiacetat, 1,4-Dioxan oder 1,3-Dioxan-Verdünnungssystemen hergestellt wird. Man kann es ebenfalls verwenden, um 7-Aminodesacetoxycephalosporansäure (7-ADCA) aus Desacetoxycephalosporin C (vergl. US-Patentschrift 3 124 576) oder andere Cephalosporinkerne, wie 3-Methoxymethyl-7-amino-3-cephem-4-carbonsäure aus 7-(5'-Aminoadipoylamido)-3-methoxymethyl-3-cephem-4-carbonsäure herzustellen und bei Verfahren, bei denen die 7—Acylseitenkette auf einem 7-Acylamidodesacetoxycephalosporinester abgespalten wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Tetrahydrofuran (THF), Bis-(2-methoxyäthyl)-äther, 2-Methoxyäthylacetat, Äthylenglycoldiacetat, 1,4-Dioxan oder 1,3-Dioxan als Suspensionsoder Lösungsmedien für die Carboxylmaskierungsreaktion, die Iminohalogenidbildungsstufe und die Iminoätherbildungsreaktionen verwendet. Tetrahydrofuran ist bevorzugt. Die entstehende Reaktionsmischung wird mit Wasser oder einem anderen wässrigen Medium für die Hydrolysestufe vermischt, und diese letztere Reaktionsmischung wird mit einer Base,

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beispielsweise mit Ammoniumhydroxid, behandelt, um den pH-Wert der Mischung auf den isoelektrischen Punkt einzustellen, d. h. auf den pH-Wert, bei dem die gewünschte Verbindung aus der Reaktionsmischung ausfällt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die 7-Acylgruppe irgendeiner Verbindung wie von der 7-Acylaminocephalosporansäure, der Desacetoxycephalosporansäure oder einer 3-substituierten Methylcephalosporansäure oder leicht spaltbaren Estern davon, abgespalten werden. Diese Ausgangsmaterialien umfassen auch Cephalosporin C, die Alkalimetallsalze von Cephalosporin C (die Natrium- und Kaliumsalze sind die üblichen Beispiele davon), Zink und verwandte Metallkomplexe von Cephalosporin C, Desacetoxycephalosporansäure und die Salzte und Ester davon, wie auch 7-Acylamidodesacetoxycephalosporansäuren und die Ester, die man durch Ringerweiterung von Penicillinsulfoxidestern nach Verfahren, wie sie in der Patentliteratur beschrieben sind, erhält. Jedoch sind als Cephalosporinausgangsmaterialien bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Verbindungen der Formel

R-NH-CH-CH CH,

I I

C_c C-CH₂-X

COOR¹

am besten geeignet, worin

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R eine Aminoadipoylgruppe,

eine Aminoadipoylgruppe, worin das Aminostickstoffatom mit einer C.-Cg-Alkanoyl-, Cg-C₁₂-ArOyI-, C.-C^Alkyloxycarbonyl-, Cg-Cj^-Aryloxycarbonylgruppe oder durch eine solche Schutzgruppe, die durch Halogen, insbesondere Chlor oder Brom, Nitro- oder C -C₃-Alkyloxygruppen substituiert ist, geschützt ist, bedeutet, oder worin

R eine C₂~Cg-Alkanoylgruppe,

eine C^-Cg-alpha-Mono- oder -Dihalogenalkanoy!gruppe,

Il

(CH₉)- C-

2 η

(CH_n)

2'm

Il

CH

bedeutet, worin

Y Sauerstoff, Schwefel oder eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung bedeutet,

η eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet und mindestens

1 bedeutet, wenn Y Sauerstoff oder Schwefel bedeutet,

m eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet, Q Amino, Hydroxy oder Carboxy bedeutet, oder

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R eine Acylgruppe bedeutet, die sich von einem Penicillin ableitet, das zur Herstellung des Cephalosporins verwendet wurde,

X Cj-Cg-Alkanoyloxy,
C₂-Cg-Thioalkanoyloxy,
Cg-C-₂-Thioaroyloxy,
C.-C^-alkyloxythionocarbonylthio, C.-Cg-Alkyloxy,
C^-Cg-Alkylthio,
Wasserstoff,
Hydroxy oder
Mercapto bedeutet.

R kann Wasserstoff, ein Alkalimetallkation wie Natrium, Kalium, Lithium oder eine Estergruppe, die durch bekannte Verfahren entfernbar ist, bedeutet. Beispiele von Estergruppen sind 2,2,2-Trichloräthyl-, p-Nitrobenzyl-, p-Methoxybenzyl-, tert-Butyl-, Phenacyl-, Benzhydryl-, Phthalimidomethyl-, Succinimidomethylgruppen und andere Schutzgruppen, die in der älteren Patentliteratur beschrieben sind.

Die Cephalosporine, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, können durch Ringerweiterungsreaktionen von Penicillinsulfoxidestern hergestellt werden. Diese Umsetzungen sind in den oben beschriebenen Patentschriften näher erläutert. Penicilline, die zur Herstellung dieser Cephalosporine verwendet werden können, können durch Fermentations- und Vorfermentationsverfahren, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 2 479 295, 2 479 296, 2 479 297, 2 562 407, 2 562 408, 2 562 409, 2 562 410, 2 562 411 und 2 623 876 beschrieben sind, erhalten werden. Beispielsweise können Cephalosporine, worin R eine Cj-Cg-Alkanoylgruppe bedeutet, aus Penicillinen nach den in den obigen US-Patentschriften beschriebenen Verfahren

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hergestellt werden. Cephalosporine, die eine 7-Acylseitenkette (R) der Formel

enthalten,

worin Y und η die oben gegebenen Definitionen besitzen,
können beispielsweise aus Penicillin G (Benzylpenicillin) und Penicillin. V (Phenoxypenicillin) nach dem oben erwähnten Penicillinsulfoxidester-ümwandlungsverfahren hergestellt werden.

2-Thienyl- und 3-Thienylpenicilline und die in der US-Patentschrift 2 562 411 beschriebenen Penicilline sind Beispiele von Penicillinen, die zur Herstellung von Cephalosporinausgangsmaterialien, worin R

Il

(C (CH₂) C

bedeutet, verwendet werden können.

Wenn R in der obigen Formel eine 5-Aminoadipoylgruppe und X eine Acetoxygruppe und R ein Wasserstoffatom bedeuten, ist das Cephalosporin Cephalosporin C. Wenn R 5-Aminoadipoyl, X Wasserstoff und R Wasserstoff bedeuten,
wird das Cephalosporin als Desacetoxycephalosporin C bezeichnet. R kann ebenfalls andere Gruppe wie eine Acetyl-, Butyryl-, Heptanoyl-, Phenylacetyl-, Phenoxyoxyacetyl-, Phenylthioacetyl-, 2-Thienylacetyl-, 3-Thienylacetyl-, N-ChloracetamiJLcadipoyl-, Phenylglycyl-, Phenylmandelyl-, Phenylmalony!gruppe oder ähnliche Gruppen bedeuten.

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.- 16 -

In der obigen Formel kann X anstelle von Acetoxy auch Wasserstoff, Hydroxy, Mercapto(-SH), Propionoxy, Butyroyloxy, Hexanonoyloxy, Acetylthio, Propionylthio, Äthylthionocarbonylthio, Pentanoylthio, Phenylthionocarbonylthio, Tolylthionocarbonyloxy, Naphthylthionocarbonylthio, Methylthionocarbonylthio, Xthylthionocarbonylthio, Äthoxythionocarbonylthio, Propoxythionocarbonylthio, Methoxy, Äthoxy, Hexyloxy, Methylthio, Äthylthio, Propylthio, Thioacetyl, Thiobutyryl, Thiobenzoyl oder p-Nitrobenzoylthio bedeuten.

Enthält das Cephalosporin eine Amino-, Hydroxy- oder Mercaptogruppe, so wird eine solche Gruppe vor der Spaltungsreaktion maskiert. Die Maskierungsgruppen oder Schutzgruppen für Amino-, Hydroxy- oder Mercaptogruppen sind dem Fachmann gut bekannt. Finden sich die Amino-, Hydroxy- oder Mercaptogruppen in der 7-Acy!seitenkette des Cephalosporins und gehen sie während der Abspaltungsreaktion verloren, so spielt es keine Rolle, ob die Maskierungsgruppe eine solche ist, die leicht entfernt werden kann. Als Aminoschutzgruppe kann man eine C.-Cg-Alkanoyl-, Cg-C₁₃-ArOyIt, C.-C--Alkyloxycarbonyl- oder eine Cg-C-2~^ArYl^Oxy^carkcmylgruppe oder eine solche Gruppe, die durch Halogen-, Nitro- oder C^^-Alkyloxygruppen substituiert ist, verwenden. Spezifische Beispiele von Aminoschutzgruppen sind Formyl, Acetyl, Propionyl, Chloracetyl, Dichloracetyl, Benzoyl, p-Nitrobenzoyl, Phthaloyl, p-Methylbenzoyl, 2,4-Dinitrophenyl, tert-Butyloxycarbonyl und Benzyloxycarbonyl und ähnliche Gruppen. Verschiedene Aminoschutzgruppen können in einem besonderen Ansatz des Cephalosporins, das gespalten werden soll, ebenfalls verwendet werden. Solche verschiedenen Gruppen werden erhalten, wenn man gemischte Anhydride wie Chloressigsäure-propionsäureanhydrid als Reagens zur Bildung der Aminoschutzgruppe verwendet. Die Hydroxylgruppen werden allgemein durch Esterbildung und insbesondere durch Formylesterbildung geschützt. Die Mercaptogruppen werden durch

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Umwandlung in gemischte Sulfide wie in die Benzyl-, Benzhydryl-, Trityl- oder tert-Butylsulfide durch Bildung gemischter Disulfide oder durch Bildung der Thioester oder als Thiocarbamyl- oder S-Acetamido-methy!gruppe geschützt. Diese Aufzählung von Schutzgruppen dient nur der Erläuterung, und es gibt viele andere Schutzgruppen für Amino-, Hydroxy- und Mercaptogruppen, die verwendet werden können.

Zusätzlich zu Cephalosporin C, den Alkalimetallsalzen davon, können auch N-acylierte Cephalosporin-C-chinolinsalze bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden katalytische Mengen an Chinolin, Isochinolin, 3-Picolin, 4-Picolin, Pyridin oder einem Säureadditionssalz von einer oder mehrerer solcher Basen oder ein Komplex davon mit einem C₂-C,-Alkanoylhalogenid mit der Tetrahydrofuran-, Bis-(2-methoxyäthyl)-äther-, 2-Methoxyäthylacetat-, Äthylenglycoldiacetat-, 1,4-Dioxan- oder 1,3-Dioxanmischung, die das Alkalimetallcephalosporin C, Desacetoxycephalosporin C oder andere Cephalosporin C-Derivate enthält, vor der Zugabe des Halogenierungsmittels, beispielsweise Phosphorpentachlorid, zu der Mischung, vermischt. Bei dem Verfahren, bei dem die 7-(5'-Aminoadipoyl)-Seitenkette aus dem Cephalosporin C Alkalimetallsalz in Tetrahydrofuran nach der oben beschriebenen Anhydrid-, Iminohalogenid-, Iminoäther- und Hydrolysenreaktionsreihenfolge abgespalten wird, ist Chinolin die bevorzugte Base für diesen katalytischen Zweck.

Das Chinolin, das Isochinolin, das 3-Picolin, das 4-Picolin, das Pyridin, das Säureadditionssalz oder der Komplexkatalysator können zu der Reaktionsmischung zu irgendeiner Zeit zugefügt werden, bevor das Halogenierungsmittel, d. h. das Iminohalogenid bildende Mittel, beispielsweise Phosphorpentachlorid, zugegeben wird. Beispielsweise kann es in irgendeiner beliebigen Reihenfolge mit dem Alkalimetallcephalosporin C,

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dem Tetrahydrofuran, dem Ν,Ν-Diäthylanilin, dem C^-C.-Alkanoylhalogenid, beispielsweise dem Acetylchlorid, vor der Zugabe des Phosphorpentachlorids vermischt werden.

Es ist bevorzugt, die Mischung während ungefähr 15 Minuten zu rühren oder anderweitig zu bewegen, um eine ausreichende Maskierungsumsetzung sicherzustellen, bevor das Halogenie-/rungsmittel zu der Mischung hinzugefügt wird.

Beispiele für solche Säureadditionssalze von solchen katalytischen Basen sind solche, die mit leicht erhältlichen nicht-oxydierenden wirtschaftlichen Säuren wie mit Chlorwasserstoff säure , Schwefelsäure, Sulfonsäure und Phosphorsäure und ähnlichen Säuren erhalten werden. Komplexe solcher Basen mit irgendeinem C₂-C_-Alkanoylhalogenid oder einem halogenierten Alkanoylhalogenid, bevorzugt einem Chlorid oder Bromid wie mit Acetylchlorid, Acetylbromid, Propionylchlorid oder Bromid, Chloracetylchlorid können ebenfalls verwendet werden.

Diese katalytischen Basen aktivieren bzw. verstärken die Acylierungsreaktionen bei der ersten Stufe; sie erleichtern die Lösung des Alkalimetal!cephalosporin C oder verwandter Verbindungen in der Lösungsmitteln^, schung und beschleunigen die Reaktionszeit für die Reihe von Umsetzungen, die erforderlich sind, um die 7-Aminocephalosporansäure aus dem Alkalimetallcephalosporin C zu gewinnen. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung können ebenfalls allgemein bei verfahren verwendet werden, bei denen Seitenketten aus Cephalosporinen abgespalten werden. Die wichtigste wirtschaftliche Anwendung besteht jedoch in der Spaltung von Alkalimetall-,, beispielsweise Natrium- oder Kaliumsalzen des Cephalosporin C in einem Tetrahydrofuran-Lösungsmittelsystem, bei dem die gemischte Anhydrid-, die Iminohalogenid-, die Iminoäther- und die Hydrolyse-Reaktionen, die in der Patentliteratur beschrieben sind, verwendet werden.

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Irgendeine Menge an Chinolin, 3-Picolin, 4-Picolin oder Pyridin oder ein Salz oder ein Komplex davon, die die Geschwindigkeit und/oder die Ausbeute des Verfahrens erhöht, kann bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Es ist bevorzugt, eine dieser katalytischen Basen in einer Menge zwischen ungefähr 3 bis 10 Millimol Base pro 20 Millimol Alkalimetall Cephalosporin C in Tetrahydrofuran oder in anderen Lösungsmitteln zu verwenden. Es wurde gefunden, daß es am meisten bevorzugt ist, von 8 bis 9 Millimol Base, beispielsweise Chinolin, pro 20 Millimol Alkalimetallcephalosporin C, beispielsweise Natriumcephalosporin C, in Tetrahydrofuran zu verwenden. Dies gibt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren optimale Ergebnisse.

Die 7-Acylamidocephalosporinverbindungen, die als Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem Basen als Katalysatoren verwendet werden, eingesetzt werden, können als Verbindungen beschrieben werden, die die folgende Formel besitzen

R²-C(O)-NH-CH-CH

ι ι

,C—N ,C-CH₂-X

COOR¹

ο
worin R -((0) eine carboxylische Acylgruppe, die abgespalten

werden soll, bedeutet,

X C₂-Cg-Alkanoyloxy, Wasserstoff, C.-Cg-Alkylthio oder

C.-Cg-Alkyloxy bedeutet und

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- 20 R ein Wasserstoffatom oder ein Alkalimetallkation bedeutet.

Das bevorzugte Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren ist Natriumcephalosporin C, obgleich Kalium- oder Lithiumcephalosporin C ebenfalls verwendet werden können. Bedeutet R² -C(O)- 5-Aminoadipoyl, X Wasserstoff und R¹ ein Alkalimetall wie Natrium, so ist das Ausgangsmaterial das Natriumdesacetoxycephalosporin C. Ausgangsmaterialien, worin X C.-Cg-Alkylthio oder Alkyloxy wie Methoxy, Äthoxy, Propyloxy, Hexyloxy, Decyloxy bedeutet und die entsprechenden Alkylthioverbindungen können nach Verfahren, die heute bekannt sind und die beispielsweise in den US-Patentschriften 3 647 788 und 3 637 678 beschrieben sind, hergestellt werden.

Im allgemeinen ist bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens das als Ausgangsmaterial verwendete Cephalosporinderivat in Tetrahydrofuran, Bis-(2-methoxyäthyl)-äther, 2-Methoxyäthylacetat, Äthylenglycoldiacetat, 1,4-Dioxan oder 1,3-Dioxan oder Mischungen davon, die Gefrierpunkte unterhalb der niedrigsten gewünschten Reaktionstemperatur bei den Spaltungsreaktiönen besitzen, suspendiert oder gelöst. Bevorzugt wird die gewünschte katalytische Base, beispielsweise Chinolin, Isochinolin, 3-Picolin, 4-Picolin, Pyridin oder ein Säureadditionssalz von einer oder mehrerer der Basen zusammen mit einer Base, die Halogenwasserstoff absorbiert, wie N,N-Di-(C.-C₃-alkyl)-anilin, und einem Acylhalogenid, beispielsweise Acetylchlorid, zugegeben, um die Carboxyl- und Aminogruppen zu maskieren bzw. zu schützen. Tetrahydrofuran ist das bevorzugte Reaktionsmedium. Nachdem die Carboxylschutzgruppenbildungsreaktion beendigt ist, wird gegebenenfalls weitere Base zugefügt, und dann wird, nachdem die Reaktionsmischung auf die gewünchte Reaktionstemperatur gekühlt wurde, das Halogenierungsmittel wie Phosphorpentachlorid zugefügt. Temperaturen in der Größenordnung von -25 bis -10 ⁰C sind bei Tetrahydrofuran bevorzugt, obgleich auch niedrigere Temperaturen verwendet werden können. Temperaturen in der Größenordnung von O⁰C bis 30 ⁰C können bei einem oder mehreren der anderen Lösungsmittel bevorzugt sein. Die Mischung wird dann in der Kälte

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gerührt, bis die Umsetzung, bei der das Iminochlorid gebildet wird, im wesentlichen beendigt ist. Dann wird der ausgewählte Alkohol zu der gekühlten Reaktionsmischung zugegeben, wobei der Iminoäther gebildet wird. Alkohole, die verwendet werden können, sind z.B. Cj-Cg-Alkanole wie Methanol, Äthanol, Isopropanol, Isobutanol, 2-Äthylhexanol, wie auch Cyclohexanol, Cyclopentanol, 2-Methoxyäthanol, die Glycole, die Äthylenglycole wie 1,2- und 1,3-Propylenglycol, Glycerin und ähnliche. Es ist bevorzugt, Ähtylenglycol, 1,2- oder 1,3-Propylenglycol, Isobutanol, 2-Äthylhexanol, Methanol oder 2-Methoxyäthanol abhängig von der Verfügbarkeit und den Kosten zu verwenden. Nach Beendigung der Alkoholysereaktion wird Wasser zugegeben, um die Hydrolyse der Seitenkette des Cephalosporins zu bewirken und um den entsprechenden Cephalosporinkern in dem sauren Medium zu bilden. Wurde die Alkoholyse bei -10 ⁰C oder niedriger durchgeführt, wird das Reaktionsgefäß aus dem Bad entnommen und dann wird ca. 5 Min. ohne ein Bad gerührt. Vor der Wasserbehandlungsstufe wird die Mischung auf eine Temperatur über dem Gefrierpunkt von Wasser erwärmt.

Bei den Versuchen betrug der pH-Wert des Reaktionsmediums zu Beginn nach der Wasserzugabe im allgemeinen 0 bis 1. Danach wird die Tetrahydrofuran/Wasser-Lösung der sauren Reaktionsmischung mit einer Base behandelt, um den pH-Wert der Reaktionsmischung auf einen pH-Wert zu erhöhten, bei dem die Hauptmasse des Reaktionsproduktes ausfällt (bei dem isoelektrischen Punkt). Es ist bevorzugt, konzentriertes Ammoniumhydroxid zu verwenden, obgleich jede wirtschaftliche Base für diesen Zweck geeignet ist.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.

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Beispiel 1

In diesem Beispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren bei einem Verfahren zur Spaltung von N-Chloracetylcephalosporin-C-chinolinsalz mit Phosphorpentachlorid erläutert .

14_fl g N-Chloracetylcephalosporin-C-chinolinsalz werden in 100 ml Tetrahydrofuran (THP) suspendiert. Zu dieser Suspension fügt man 14,9 ml Ν,Ν-Diäthylanilin bei 20 °C, und anschließend werden 10,0 ml Acetylchlorid zugegeben. Nachdem man einige Minuten gerührt hat, werden weitere 5,0.ml Acetylchlorid zugefügt. Man rührt einige Minuten, damit eine vollständige Umsetzung stattfindet und das gemischte Anhydrid von N-Chloracety!cephalosporin C gebildet wird. Man gibt dann 10,9 ml' Ν,Ν-Diäthylanilin hinzu. Die Mischung wird auf -IO ⁰C gekühlt, und dann werden zur Bildung des Iminochlorids 10,0 g Phosphorpentachlorid zugegeben. Nachdem die Umsetzung abgeklungen ist, werden 50 ml Methanol bei -20 ⁰C zugefügt, wobei man ein Tetrachlorkohlenstoff/Trockeneis-Bad verwendet. Dabei steigt die Temperatur auf 15 ⁰C. Die Mischung wird auf -20 ⁰C gekühlt und während ungefähr 35 Minuten gerührt. Dann gibt man zu der Reaktionsmischung 100 ml Wasser. Die Mischung wird während ungefähr 2 Minuten gerührt und dann aus dem Tetrachlorkohlenstoff/ Trockeneis-Bad entnommen und mit konzentriertem Ammoniumhydroxid behandelt, um den pH-Wert von 0,5 (vor der NH₄OH-Zugabe) auf 3,5 (dem isoelektrischen Punkt von 7-Aminocephalosporansäure in dieser Mischung) einzustellen. Ungefähr 24,5 ml Ammoniumhydroxid werden verwendet. Die Kristalle aus 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA) werden von der THF/H-O-Reaktionsmischung abfiltriert. Der Filterkuchen wird mit 50 ml Wasser und mit 50 ml Methanol gewaschen. Das Feuchtgewicht von 7-ACA beträgt 4,3 g. Nach dem Trocknen im Vakuumofen (8 - 10 mm Druck) bei 40 ⁰C über Nacht wiegt die

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trockne 7-ACA 3,65 g. Die Reinheit beträgt 93,0, bestimmt durch ultraviolette Spektren, und 94,3 %, bestimmt durch einen Nikotinamidversuch. Die Ausbeute, ausgedrückt in % beträgt 63,3 % (bezogen auf den Nikotinamidversuch).

Eine Wiederholung dieses Versuchs ergibt ein Trockengewicht von 7-ACA von 3,5 g (58,6-prozentige Ausbeute).

Beispiel 2

In diesem Beispiel wird der Einfluß der Rührzeit der Reaktionsmischung nach der Äthylenglycolzugabe bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.

In einem Reaktionsgefäß A werden 14,1 g N-Chloracetylcephalosporin-C-chinolinsalz in 100 ml THF suspendiert. Dann werden bei 23 ⁰C 15,O ml Ν,Ν-Diäthylanilin zugegeben. Anschließend fügt man 1O,O ml Acetylchlorid zu der Reaktionsmischung, wobei die Temperatur auf 26,5 ⁰C steigt. Nachdem man 15 Minuten gerührt hat, wird die Mischung auf -10 ⁰C abgekühlt, und dann werden 11,0 ml Ν,Ν-Diäthylanilin zugegeben, wobei während dieser Zeit die Temperatur der Mischung auf 0 ⁰C steigt. Die Mischung wird erneut auf -15 ⁰C gekühlt, und dann werden 10,0 g Phosphorpentachlorid mit 20 ml THF Waschlösung zu der Mischung zugegeben. Die Temperatur steigt von -15 ⁰C auf + 5 ⁰C. Nachdem man in der Kälte (-15 bis -20 ⁰C) 40 Minuten gerührt hat, um die Umsetzung zu beenden, werden 25,O ml Xthylenglycol zugegeben. Die Temperatur steigt von -20 ⁰C auf +8 ⁰C. Die Mischung wird auf -20 ⁰C gekühlt und während 1 Stunde gerührt. Das Gefäß mit der Reaktionsmischung wird dann in ein Eis-Wasser-Bad während 2 Minuten gestellt. Nachdem die Temperatur auf -10 ⁰C erhöht war, werden 100 ml Wasser

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(Zimmertemperatur) zugegeben. Die Temperatur der Mischung steigt von -IO ⁰C auf 21 ⁰C. Nachdem die Temperatur auf -10 °C erniedrigt wurde, wird der pH-Wert der Mischung (0,6) mit 18 ml konzentriertem Ammoniumhydroxid auf 3,5 erhöht. Man bemerkt in der Mischung bei einem pH-Wert von 2,8 bis 3,0 Kristalle. Das kristalline 7-ACA-Produkt wird von der flüssigen Reaktionsmischung abfiltriert, mit 25 ml einer kalten 50-prozentigen THF/^O-Mischung und dann mit 25 ml kaltem THP gewaschen.

In dem Reaktionsgefäß B werden die gleichen Mengen an Reaktionsteilnehmern, wie oben bei dem Reaktionsgefäß A beschrieben, vermischt. Ein Unterschied in der Behandlung besteht nur darin, daß die Mischung nach der Ä'thylenglycolzugabe in dem Tetrachlorkohlenstoff/Trockeneisbad (-20 ⁰C) während

1 Stunde und 5 Minuten (anstelle von 1 Stunde) und dann in dem Eisbad (5 °C bis 10 ⁰C) während 32 Minuten (anstelle von

2 Minuten) vor der Zugabe des Wassers und dem konzentrierten Ammoniumhydroxid (17 ml) gerührt wird.

In dem Reaktionsgefäß C wurden die Reaktionsteilnehmer in den gleichen Anteilen, wie oben bei dem Reaktionsgefäß A beschrieben, vermischt, wobei der einzige materielle Unterschied in der Behandlung darin lag, daß nach der—Äthylen=—-~

glycolzugabe der Reaktionsmischung in dem -20°C-Bad während 1 Stunde und 23 Minuten gekühlt wurde, und daß sie dann in dem Eisbad während l Stünde gerührt wurde, bevor Wasser und konzentriertes Ammoniumhydroxid (17 ml) zugefügt wurden.

Bei jedem Versuch A, B und C wurde die feuchte 7-ACA abfiltriert und getrocknet. Die Trockengewichte, die Reinheiten und die Ausbeuten in Prozent von jedem 7-ACA-Produkt sind im folgenden angegeben:

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A B C

Trockengewicht 1,97 3,73 4,23

üV-Bestimmung 91,9 92,6 92,1

Nikotinamidversuch 94,0 93,7 94,1 Prozent Ausbeute 34,0 64,3 73,3

Beispiel 3

In diesem Beispiel wird der Einfluß des zugefügten gemischten Anhydrids, das als Blockierungsmittel wirkt, auf die Ausbeute der erhaltenen 7-ACA bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.

Eine Suspension aus 14_rl g (20 Millimol) N-Chloracetyl-

in 100 ml THP, wird mit 15 ml

Ν,Ν-Diäthylanilin bei 23 ⁰C behandelt. Dann werden 10,0 ml Acetylchlorid zugefügt. Die Temperatur der Mischung steigt von 23 ⁰C auf 28,5 ⁰C. Nach 10 Minuten werden weitere 5,0 ml Acetylchlorid zugegeben. Die Temperatur ändert sich von 27 ⁰C auf 29 ⁰C. Nach Beendigung der Zugabe von Acetylchlorid wird die Reaktionsmischung gekühlt. Bei ungefähr -15 ⁰C wird die Mischung mit 11,0 ml Ν,Ν-Diäthylanilin und dann mit 10,0 g Phosphorpentachlorid und 25 ml THF behandelt. Während dieser Zeit steigt die Temperatur von -15 ⁰C auf +2 ⁰C. Nach dem Rühren während 30 Minuten werden 25 ml Äthylenglycol bei -20 ⁰C zugegeben. Die Temperatur steigt

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auf 8 ⁰C. Nachdem man ungefähr 22 Minuten in einem Bad mit einer Temperatur von -20 ⁰C gerührt hat, wird das Gefäß mit der Reaktionsmischung in ein Eisbad (0 ° bis 5 ⁰C) überführt. Nachdem man während 80 Minuten gerührt hat, um die Beendigung der Umsetzung sicherzustellen, werden 100 ml Wasser zugefügt. Der pH-Wert der Mischung beträgt danach 0,3. Die Mischung wird mit konzentriertem Ammoniumhydroxid behandelt, um den pH auf 3,5 zu erhöhen und um die darin enthaltene 7-ACA zu kristallisieren. Die kristalline 7-ACA wird filtriert, mit 25 ml einer 50-prozentigen THF/H-O-Mischung gewaschen und dann mit 25 ml THF gewaschen. Nach dem Trocknen wiegt das 7-ACA-Produkt 4,53 g und besitzt eine Reinheit von 94,1 %, bestimmt durch den Nikotinamidversuch für eine 78,4-prozentige Ausbeute, bezogen auf den Reinheitsversuch.

B e i s ρ i e 1 4

Bei diesem Beispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren erläutert und die Stabilität von 7-ACA in eine THF/H₂O-Lösung, die 2 Stunden nach der Wasserzugabe stehengelassen wurde, untersucht.

Eine Suspension aus 28,2 g (40 Millimol) N-Chloracetylcephalosporin-C-chinolinsalz und 200 ml THF wird mit 30,0 ml N,N-Diäthylanilin und dann mit 20,0 ml Acetylchlorid behandelt. Nach dem Rühren, um eine maximale Umsetzung zu bewirken, werden 22>0 ml Ν,Ν-Diäthylanilin und dann 20,0 g Phosphorpen tachlorid und 20 ml THF zugegeben. Nachdem man während ungefähr 45 Minuten gerührt hat, werden 50 ml Äthylenglycol zu der Reaktionsmischung, die in einem Tetrachlorkohlenstoff/Trockeneisbad gekühlt wird, zugefügt. Die Reaktionsmischung wird dann in einem Eisbad während 90 Minuten gerührt, um eine vollständige Umsetzung sicherzustellen. Nach dem Kühlen der Mischung auf -10 C wird die Reaktionsmischung mit 2OO ml

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.Wasser behandelt. Die Temperatur ändert sich von -10 ⁰C auf 20 ⁰C. Die Mischung wird auf 10 ⁰C gekühlt und dann in zwei aliquote Teile von jeweils 271 ml geteilt. Der pH-Wert des ersten Teils (A) wird sofort mit konzentriertem Ämmoniumhydroxid (15 ml) auf 3,5 eingestellt, wobei die 7-ACA auskristallisiert. Die 7-ACA wird gesammelt, wie zuvor beschrieben gewaschen und getrocknet. Das Trockengewicht beträgt 4,30 g (93,9 % rein, Nikotinamidversuch) für eine 74,4-prozentige Ausbeute.

Der zweite 271 ml-Teil (B) wird während 2 Stunden bei 0 bis 5 ⁰C gerührt und dann mit konzentriertem Ammoniumhydroxid bis zu einem pH-Wert von 3,5 versetzt (17,5 ml), um die darin enthaltene 7-ACA zu kristallisieren und auszufällen. Nach dem Filtrieren, Spülen und Trocknen, wie oben beschrieben, erhält man 4,38 g 7-ACA mit einer Reinheit von 91,4 %, bestimmt durch einen Nikotinamidversuch für eine Ausbeute von 73,6 %.

Beispiel 5

Eine Suspension aus 14,1 g N-Chloracetylcephalosporin-C-chinolinsalz in 100 ml THF wird im wesentlichen wie in Beispiel 1 beschrieben behandelt, wobei das gemischte Anhydrid gebildet wird. Dann werden 10,0 g Phosphorpentachlorid zugegeben, um das Iminochlorid zu bilden. Die entstehende Reaktionsmischung wird mit 65 ml Isobutylalkohol bei -20 ⁰C und dann mit 100 ml Wasser behandelt. Dann werden 22 ml konzentriertes Ammoniumhydroxid zugegeben, um den pH-Wert der Reaktionsmischung auf den isoelektrischen Punkt zu erhöhen. Die kristalline 7-ACA wird wie oben beschrieben abfiltriert, gewaschen und getrocknet, wobei man 4,06 g 7-ACA mit einer Reinheit von 94,1 % (Nikotinamidversuch) für eine Ausbeute von 70,4 % erhält.

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Beispiele

In diesem Beispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren · unter Verwendung von Bis-(2-methoxyäthyl)-äther als organisches Lösungsmittelmedium für die Spaltungsreaktion mit PCl₅ erläutert.

14,1 g (20 Millimol) N-Chloracetylcephalosporin-C-chinolinsalz werden in 100 ml Bis-(2-methoxyäthyl)-äther mit 26,0 ml N,N-Diäthylanilin, 15,0 ml Acetylchlorid behandelt und auf -20 ⁰C gekühlt. Dann werden 10,0 g Phosphorpentachlorid und 25,0 ml Äthylenglycol zugegeben, anschließend fügt man, wie oben beschrieben, 150 ml Wasser zu der Reaktionsmischung. Konzentriertes Ammoniumhydroxid (21 ml) wird zugefügt, um den pH-Wert der Mischung auf 3,5 zu erhöhen. Man erhält 1,4 g 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA) mit einer Reinheit von 1,4 %, bei einer Ausbeute von 81,4 %.

Beispiel

10 g Natriumcephalosporin C in 100 ml Tetrahydrofuran werden mit 26,0 ml Ν,Ν-Diäthylanilin bei 24 ⁰C behandelt. Die Mischung wird dann mit 15,0 ml Acetylchlorid behandelt, um die Carboxylgruppe mit gemischten Anhydridgruppen zu schützen. Vermutlich wird die Aminogruppe in der Seitenkette ebenfalls acyliert. Nach dem Rühren, um die umsetzung zu beenden, wird die Mischung mit 10,0 g Phorphorpentachlorid behandelt. Die Temperatur steigt von 25 ⁰C auf 30 ⁰C. Nach dem Rühren wird die entstehende Iminochloridreaktionsmischung mit 25,0 ml Äthylenglycol bei -15 ⁰C behandelt. Die Temperatur steigt auf 10 ⁰C währe der Umsetzung. Nach 45 Minuten werden 100 ml Wasser zu

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der Mischung bei -15 ⁰C zugefügt. Die Temperatur steigt auf 22 ⁰C. Der pH-Wert der Mischung wird mit konzentriertem Ammoniumhydroxid auf 3,5 eingestellt. Bei einem pH-Wert von 3,5 treten Kristalle auf. Der kristalline Niederschlag, 7-ACA, wird abfiltriert, mit 25 ml Wasser und 25 ml Aceton gewaschen und getrocknet. Das getrocknete Produkt wiegt 1,72 g. Es besitzt eine Reinheit von 73,2 %, bestimmt durch Nikotinamidversuch für eine Ausbeute von 23,2 %.

Beispiel 8

Dieses Beispiel erläutert das erfindungsgemäße Verfahren, wobei Chinolin als Katalysator bei der PClc/Äthylenglycol/-H^O-Spaltung von Natriumcephalosporin C bei der THF-Reaktion verwendet werden. Die Verwendung katalytischer Mengen an Chinolin bei der Spaltung von Natriumcephalosporin C ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

A. 9,8 g (20 Millimol) Natriumcephalosporin G werden in 100 ml Tetrahydrofuran (THF) mit 1,0 ml Chinolin und dann mit 15,0 ml Ν,Ν-Diäthylanilin behandelt. Dann werden 2O,O ml Acetlychlprid zugefügt. Die Temperatur steigt von 22 ⁰C auf 35 ⁰C. Nachdem man 25 Minuten gerührt hat, werden 11,0 ml Ν,Ν-Diäthylanilin und anschließend 10,0 g Phorphorpentachlorid zu der Mischung bei -20 ⁰C zugegeben. Nach dem Rühren, um eine vollständige Umsetzung zu bewirken, werden 25,0 ml Äthylenglycol bei -20 ⁰C zugefügt. Die Temperatur steigt auf 23 ⁰C. Nach einigen Minuten wird die Reaktionsmischung in ein Eisbad überführt. Bei 3 °C werden 150 ml Wasser zugefügt. Die Temperatur der Mischung steigt auf 27 ⁰C.

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B. Die obige Umsetzung wird wiederholt mit der Ausnahme, daß nur 15,0 ml Äthylenglycol zugegeben werden.

Die Reaktionsmischung wird 3 Minuten nach der Wasserzugabe gerührt, und dann wird der pH-Wert jeweils mit konzentriertem Ammoniumhydroxid auf 3,5 eingestellt. Die 7-ACA, die aus jeder Reaktionsmischung auskristallisiert, wird abfiltriert, mit einer Mischung aus 25 ml Wasser und 25 ml Aceton gewaschen und dann getrocknet. Man erhält die folgenden Ausbeuten:

A B

Trockengewicht 4,39 g 4,64 g

Nikotinversuch 92,0 % 90,5 %

Ausbeute, % 74,3 % 77,1 %.

Beispiel 9

Natriumcephalosporin C (20 Millimol, ungefähr 10 g) wird in einen 500 ml Dreihalsrundkolben, der mit einem Trockenrohr, einem Thermometer und einem Stopfen ausgerüstet ist, gegeben. In den Kolben fügt man dann 50 ml THF, 35 ml N,N- ^v Diäthylanilin und 30 ml Acetylchlorid. Die Reaktionsmischung wird in einem CCl,-Bad aufbewahrt. Die Temperatur der Reaktionsmischung steigt üblicherweise auf ungefähr 40 ⁰C. Nachdem die Umsetzung beendigt zu sein scheint (ungefähr 15 Minuten), wird zu dem CCl.-Bad Trockeneis zugefügt. Nachdem die Reaktionstemperatur auf ungefähr -15 ⁰C gefallen ist, werden

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11,0 ml Ν,Ν-Diäthylanilin und anschließend 10,0 g ₅ zugefügt. Die Reaktionsmischung wird in dem CCT.-Trockeneisbad (-15 ⁰C bis -20 ⁰C) während ungefähr einer Stunde gerührt. Dann werden 25 ml Äthylenglycol zu der Reaktionsmischung zugegeben, die in dem CCT.-Trockeneisbad verbleibt, bis die Temperatur auf ungefähr 0 ⁰C erniedrigt ist. Die Reaktionsmischung wird dann in ein Eisbad (0 bis 5 ⁰C) gegeben und während einer Stunde gerührt. Dann werden 150 ml Wasser zugefügt. Nach dem Rühren während 3 bis 5 Minuten wird der pH-Wert mit konzentriertem Ammoniak auf pH 3,5 eingestellt. Die kristallisierte 7-ACA wird abfiltriert und auf dem Filter mit 25 ml Wasser und dann mit 25 ml Aceton gewaschen. Die 7-ACA wird im Vakuum bei 40 ⁰C über Nacht getrocknet. Die Ausbeuten betragen im allgemeinen 70 bis 75 %.

Beispiel 10

In diesem Beispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung von Isobutylalkohol als Alkoholreaktions*- teilnehmer bei dem Spaltungsverfahren erläutert.

A. Eine Suspension aus 14,1 g (2,0 Millimol) N-Chloracetylcephalosporin-C-chinolinsalz in 100 ml THF wird mit 15,O ml Ν,Ν-Diäthylanilin und dann mit 15,0 ml Acetylchlorid behandelt. Dann wird auf ungefähr -10 ⁰C gekühlt und mit 11,0 ml Ν,Ν-Diäthylanilin behandelt. Die Mischung wird in einem Tetrachlorkohlenstoff/Trockeneisbad gekühlt, und dann werden 10,0 g Phosphorpentachlorid zusammen mit 10 ml THF-Waschlösung zugefügt. Nachdem man 50 Minuten gerührt hat, werden 15 ml Isobutylalkohol zugegeben. Nachdem die Umsetzung beendigt zu sein scheint, werden 100 ml Wasser zugefügt. Die Temperatur steigt von -10 ⁰C auf 20 ⁰C.

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B. Eine weitere Versuchsreihe wurde im wesentlichen wie oben beschrieben durchgeführt, mit der Ausnahme, daß 25 ml Isobuty!alkohol verwendet wurden.

C. Eine weitere Versuchsreihe wurde im wesentlichen wie in Teil Λ oben beschrieben durchgeführt, mit der Aunahme, daß 50 ml Isobutylalkohol verwendet wurden. Man erhielt die folgenden Ergebnisse:

A B C

Gewicht 7-ACA 2,08 g 3,73 g 4,05 g

Nikotinamidversuch 83,8 81,6 85,3

Prozent Ausbeute 32,1 % 56,0 % 63,5 %

Beispiel 11

Spaltung der 7-Acy!seitenkette des p-Nitrobenzyl-7-phenoxyacetamidodesacetoxycephalosporinat-Ersters in Tetrahydrofuran

Zu einer Mischung aus 10,2 g (20 Millimoi) p-Nitrobenzyl-7-phenoxyacetamidodesacetoxycephalosporinat-Ester und 11,0 ml Ν,Ν-Diäthylanilin in 100 ml Tetrahydrofuran, gekühlt in einem Kohlenstofftetrachlorid/Trockeneisbad, fügt man 10,0 g Phosphorpentachlorid. Die Temperatur steigt von -11 ⁰C auf -2 ⁰C. Die Mischung wird während 75 Minuten, während die Temperatur fällt, gerührt, um eine vollständige Umsetzung sicherzustellen, und dann mit 15,0 ml Äthylenglycol behandelt. Die Temperatur steigt von -18 ⁰C auf +20 ⁰C. Nach ungefähr 105 Minuten werden 10 ml Wasser

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zugefügt. Die Temperatur steigt von 5 ⁰C auf 18 ⁰C. Die Mischung wird mit 3,81 g p-Toluolsulfonsäure behandelt, ' wobei das Salz des p-Nitrobenzyl-7-aminodesacetoxycephalosporinat-p-toluolsulfonat-Esters gebildet wird. Bei der Isolierung des Estersalzes in guter Ausbeute aus diesem Medium treten gewisse Schwierigkeiten auf. Die Kristalle wurden dann wieder gelöst, filtriert, das Filtr?.": wurde mit Chlorwasserstoffsäure auf einen pH-Wert von 0,5 angesäuert, die Lösung wurde dann mit Ammoniumhydroxid behandelt, um den pH-Wert auf 4,5 einzustellen. Die Kristalle aus p-Nitrobenzyl-T-aminodesacetoxycephalosporinathydrochlorid-Estersalz wurden abfiltriert. Sie wogen 4,95 g. Die Ausbeute betrug somit ungefähr 65 %. Die Dünnschichtchromatographie, das Ultraviolettspektrum und das Infrarotspektrum des Produkts zeigten an, daß es das gewünschte Produkt war.

Beispiel 12 Spaltung von Natriumcephalosporin C in 1,4-Dioxan

Zu einer Mischung aus 9,3 g Natriumcephalosporin C in 100 ml 1,4-Dioxan fügt man 1,0 ml Chinolin. Die Temperatur der Mischung beträgt 25 ⁰C. Zu dieser Mischung gibt man unter Rühren 15,0 ml Ν,Ν-Diäthylanilin. Dann werden 20,O ml Acetylchlorid zugefügt. Die Temperatur steigt von 24,5 ⁰C auf 38 ⁰C. Man kühlt mit einem Eisbad, dann werden 11,0 ml Ν,Ν-Diäthylanilin und anschließend 10,0 g Phosphorpentachlorid zugegeben. Die Temperatur steigt von 15 ⁰C auf 25 ⁰C und fällt dann auf +5 ⁰C. Dann werden 20 ml Äthylenglycol in zwei Teilen zugefügt. Die Temperatur steigt von -3 ⁰C auf 25 ⁰C, fällt auf 22 ⁰C und steigt dann auf 26 ⁰C während der Zugabe des zweiten Teils

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des Äthylenglycols. Nachdem man gerührt hat, um die Umsetzung zu beendigen, während man kühlt, werden 150 ml kaltes (7 ⁰C) Wasser zugegeben. Der pH-Wert der Mischung beträgt ungefähr 0,25. Ammoniumhydroxid (22 ml) werden zugegeben, bis die 7-Aminocephalosporansäure ausfällt. Dieses Produkt wird abfiltriert, mit 25 ml Wasser und dann mit 25 ml Aceton gewaschen. Nach dem Trocknen erhält man 3,22 g (55,3-prozentiger Ausbeute). Die Reinheit beträgt 95,4 %, bestimmt durch ultraviolette Spektralanalyse, und 93,4 %, bestimmt durch Nikotinamidversuch.

Beispiel 13 Spaltung von Natriumcephalosporin C in 1,3-Dioxan

Das Verfahren von Beispiel 12 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß das Natriumcephalosporin C in 1,3-Dioxan als Lösungsmittelmedium suspendiert wird. Weiterhin wird Propylenglycol anstelle von Äthylenglycol als Alkohol verwendet. Nach Beendigung des Verfahrens erhält man 2,35 g (Trockengewicht) 7-Aminocephalosporansäure (ungefähr 40-prozentige Ausbeute).

Beispiel 14 Spaltung von Desacetoxycephalosporin C in Tetrahydrofuran

Nach dem in Beispiel 11 beschriebenen Verfahren, wird eine Mischung aus 1,98 g Desacetoxycephalosporin C (ungefähr 50 % rein) in 25 ml Tetrahydrofuran mit 0,3 ml Chinolin, 3,8 ml N,N-Diäthylanilin, 5,0 ml Acetylchlorid, 2,7 ml N^N-Diäthy!anilin, 2,5 g Phosphorpentachlorid, 5,0 ml

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Äthylenglycol, 38 ml Wasser, 60 ml Ammoniumhydroxid behandelt. Dabei erhält man eine Lösung, die für 7-Aminodesacetoxycephalosporansäure einen positiven Test gibt.

Beispiel 15

Spaltung von Natriumcephalosporin C in Tetrahydrofuran unter Verwendung von Cyclohexanol, Glycerin oder Propylenglycol als Alkohol

Wie in Beispiel 12 beschrieben, werden 9,3 g (20 Millimol Maßstab) Natriumcephalosporin C in 100 ml Tetrahydrofuran mit Chinolin, Ν,Ν-Diäthylanilin, Acetylchlorid, Ν,Ν-Diäthylanilin und dann mit Phosphorpentachlorid behandelt. Diese Reaktionsmischung wird mit

(A) 50,0 ml Cyclohexanol und 150 ml Wasser,

(B) 20,0 ml Glycerin und 150 ml Wasser oder

(C) 20,0 ml 1,2 Propylenglycol und dann 150 ml Wasser

behandelt.

Die entstehenden Reaktionsmischungen werden mit Ammoniumhydroxid auf einen pH-Wert von 4,5 neutralisiert, um die 7-Aminocephalosporansäure auszufällen. Die Niederschläge werden filtriert, getrocknet und gewogen. Die Ausbeuten (Trockengewichte) an Aminocephalosporansäure sind die folgenden:

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A B C

Gewicht 3,33 g 4,00 g 4,52 h

Ausbeute 46,0 % 66,6 % 78,4 %

Reinheit

(Nikotinamidversuch) '75,1 % 90,6 % 94,4 %

Bemerkung: Die Ausbeuten wurden aufgrund der angegebenen Reinheiten errechnet.

Beispiel 16

In einem geeigneten Reaktionsgefäß werden 9,8 g Natriumcephalosporin C in 50 ml 2-Methoxyathylacetat bei Zimmertemperatur gerührt, während 1,0 ml Chinolin und dann 15 ,0 ml N,N-Diäthylanilin zugegeben werden. Dann werden 20,0 ml Acetylchlorid zugefügt. Die Temperatur steigt von 23 C auf 46 ⁰C. Dann werden 11,0 ml N,N-Diäthylanilin zugefügt. Nachdem die Mischung auf -15 ⁰C gekühlt ist, werden 10,0 g Phosphorpentachlorxd zugegeben. Die Temperatur steigt auf -4 ⁰C, bevor sie wieder auf -15 ⁰C fällt. Darin werden zu der Mischung 50,0 ml Methoxyäthanol zugegeben. Die Temperatur steigt von -15 ⁰C auf +30 ⁰C.

Das obige Verfahren wird wiederholt, wobei man zwei Ansätze herstellt, die (a) mit 150 ml Wasser oder (b) mit 100 ml Wasser behandelt werden.

(a) Die Temperatur der Reaktionsmischung, die mit 150 ml Wasser behandelt wird, steigt von 4 °C auf 13 ^PC.

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Der pH-Wert beträgt 0,4. Ammoniumhydroxid (konzentriert,

24 ml) werden zugegeben, um die 7-Aminocephalosporansäure auszufällen.

(b) Die Temperatur der Reaktionsmischung, die mit 100 ml Wasser behandelt wurde, steigt von 5 ⁰C auf 20 C. Der pH-Wert beträgt 0,2. Wieder werden 24 ml konzentriertes Ammoniumhydroxid zugegeben, um den pH-Wert der Mischung zu erhöhen und die 7-Aminocephalosporansäure auszufällen.

Bei jedem Versuch wurden die Kristalle aus 7-Aminocephalosporansäure abfiltriert, mit 25 ml Wasser und dann mit

25 ml Methanol gewaschen und in einem Vakuumofen bei 35 ⁰C während 4 Tagen getrocknet. Die Gewichte, die Reinheiten und die Ausbeuten an 7-Aminocephalosporansäure sind die folgenden:

Trockengewicht, (g) 3,92g 3,89g

Reinheit

-Ultraviolett 95,0 96,1

-Nikotinamid 96,4 97,9

Ausbeute ( %, bezogen auf die
Reinheit nach dem Nikotinamidversuch) 69,6 70,1

Beispiel 17

Zu einer Mischung aus 9,8 g Natriumcephalosporin C in 1OO ml Tetrahydrofuran fügt man 1,0 ml Chinolin und 15,0 ml N, N-Diäthy!anilin. Zu dieser Mischung fügt man 20,0 ml Acetyl-

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Chlorid, Die Temperatur steigt von 21 ⁰C auf 35 C. Die Mischung wird gekühlt, und 11,0 ml N,N-Diäthylanilin werden zugegeben. Bei -16 ⁰C werden 10 g Phosphorpentachlorid zugegeben. Die Temperatur steigt auf ^2⁰C. Dann werden bei -20 ⁰C 25 ml Methanol zugegeben. Die Temperatur steigt auf +16 ⁰C. Nachdem man gerührt hatte, um die Beendigung der Umsetzung sicherzustellen, werden bei +3 ⁰C 150 ml Wasser zugegeben. Die Temperatur steigt auf +10 ⁰G. Der pH-Wert der entstehenden Reaktionsmischung beträgt 0,5. Ammoniumhydroxid (konzentriert 20 ml) werden zugefügt, um den pH-Wert der Mischung auf den Wert zu erhöhen, bei dem die 7-Aminocephalosporansäure ausfällt. Nach dem Filtrieren erhält man 3,82 g 7-Aminocephalosporansäure mit einer Reinheit von 94,4 %, bestimmt nach einem Ultraviolettverfahren, oder einer Reinheit von 93,2 %, bestimmt mit dem Nikotinamidversuch, für eine Ausbeute von 65,5 %.

Beispiel 18

A. Verfahren zur Spaltung von Natriumcephalosporin C mit

"zugefügtem Chinolin

In einen 500 ml Rundkolben, der mit einem Thermometer und einem Trockenrohr ausgerüstet ist, gibt man 9,8 g Natriumcephalosporin C (20 Millimol, 84,6 % rein), 100 ml Tetrahydrofuran (THF), 1,0 ml (8,5 Millimol) Chinolin und 15 ml Diäthy!anilin. Bei 25 ⁰C fügt man zu der obigen Mischung 20 ml Acetylchlorid. Die entstehende Mischung wird schnell während 15 Minuten gerührt, während dieser Zeit steigt die Temperatur langsam auf 35 ⁰C, Die Temperatur wird bei oder.um 35 ⁰C gehalten. Nach 15 Minuten Reaktionszeit wird die Reaktionsmischung auf -15 ⁰C gekühlt und 11 ml Diäthylanilin und 9,8 g Phosphorpentachlorid werden

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zugegeben. Die Reaktionsmischung wird dann 1 Stunde bei -20 ⁰C gerührt. Gegen Ende dieser Stunde werden 25 ml Äthylengylcol zugegeben, und die entstehende Mischung wird 1 Stunde bei 0 bis 5 ⁰C gerührt. Zu der obigen Reaktionsmischung fügt man 150 ml Eiswasser und dann wird die entstehende Lösung in einem Eisbad während 10 Minuten gerührt. Der pH-Wert dieser Lösung wird dann langsam mit konzentriertem wässrigem Ammoniak auf 3,5 eingestellt. Die 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA)-Suspension wird 30 Minuten in einem Eisbad gerührt, dann filtriert, mit Wasser und Methanol gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute beträgt 4,4 g (Reinheit 93,1 %, Ausbeute 75,2 %).

Die durchschnittliche Ausbeute für vier gleiche Versuche unter Verwendung dieses Verfahrens beträgt 78,0 %.

B. Das Spaltungsverfahren wird wiederholt, ohne daß Chinolin verwendet wird, d.h. das Chinolin wird weggelassen. Die Ausbeute beträgt 2,4 g (Reinheit 90,2 %, Ausbeute 39,7 %).

Beispiel 19

Verfahren zur Herstellung von Natriumcephalosporin C mit zugefügtem 3-Picolin

In einem 500 ml Rundkolben, der mit einem Thermometer und einem Trockenrohr ausgerüstet war, gibt man 9,8g Natriumcephalosporin C (20 Millimol, Reinheit 84,6 %), 100 ml Tetrahydrofuran (THF), 0,41 ml (4 Millimol) 3-Picolin und 15 ml Diäthylanilin. Die Mischung wird auf 15 ⁰C gekühlt, und 20 ml Acetylchlorid werden zugefügt. Die Reaktionsmischung wird schnell während 15 Minuten gerührt, wobei sich während dieser Zeit die Temperatur langsam auf ungefähr

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32 ⁰C erhöht. Die Mischung wird dann auf -15 ⁰C gekühlt und 11 ml Diäthylanilin und 9,8 g Phosphorpentachlorid werden zugegeben. Die Reaktionsmischung wird dann 1 Stunde bei -20 ⁰C gerührt. Gegen Ende dieser Stunde werden 25 ml Äthylenglycol zugegeben und die entstehende Mischung wird 1 Stunde bei 0 bis 5 ⁰C gerührt. Zu der obigen Reaktionsmischung fügt man 150 ml Eiswasser und die entstehende Lösung wird in einem Eisbad während 10 Minuten gerührt. Der pH-Wert dieser Lösung wird dann langsam mit konzentriertem wässrigem Ammoniak auf 3,5 eingestellt. Die 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA)-Suspension wird 30 Minuten in einem Eisbad gerührt, dann filtriert, mit Wasser und Methanol gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute beträgt 3,0 g, Reinheit 95 %, Ausbeute 52,5 %.

Beispiel 20

Verfahren zur Spaltung von Natriumcephalosporin C mit zugefügtem Pyridin

In einen 500 ml Rundkolben, der mit einem Thermometer und einem Trockenrohr ausgerüstet ist, gibt man 9,8 g Natriumcephalosporin C (20 Millimol Reinheit = 84,6 %) 100 ml Tetrahydrofuran (THF), 0,34 ml (4 Millimol) Pyridin und 15 ml Diäthylanilin. Die Mischung wird auf 15 ⁰C gekühlt, und,20 ml Acetylchlorid werden zugegeben. Die. Reaktionsmischung wird schnell während 15 Minuten gerührt, wobei sich während dieser Zeit die Temperatur allmählich auf 32 ⁰C erhöht. Die Mischung wird dann auf -15 ⁰C gekühlt und 11 ml Diäthylanilin und 9,8 g Phosphorpentachlorid werden zugegeben. Die Reaktionsmischung wird dann 1 Stunde bei -20 ⁰C gerührt. Gegen Ende dieser Stunde werden 25 ml Äthylenglycol zugegeben, und die entstehende Mischung wird 1 Stunde bei 0 bis 5 ⁰C gerührt. Zu der obigen Reaktionsmischung fügt man 150 ml Eiswasser, und die entstehende

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Lösung wird in einem Eisbad während 10 Minuten gekühlt. Der pH-Wert dieser Lösung wird dann langsam mit konzentriertem wässrigem Ammoniak auf 3,5 eingestellt. Die Aminocephalosporansäure (7-ACA)-Suspension wird 30 Minuten in einem Eisbad gerührt, dann filtriert, mit Wasser und Methanol gewaschen und getrockent. Die Ausbeute beträgt 3,1 g, Reinheit 90,6 % (51,6-prozentige Ausbeute).

Beispiel 21

Verfahren zur Spaltung von Natriumcephalosporin C mit

zugefügtem 4-Picolin

In einen 500 ml Rundkolben, der mit einem Thermometer und einem Trockenrohr ausgerüstet ist, fügt man 9,8 g Natriumcephalosporin C (20 Millimol, Reinheit 84,6 %), 100 ml Tetrahydrofuran (THF), 0,41 ml (4 Millimol) 4-Picolin und 15 ml Diäthylanilin. Die Mischung wird auf 15 ⁰C gekühlt und 20 ml Acetylchlorid werden zugegeben. Die Reäktionsmischung wird schnell während 15 Minuten gerührt, wobei sich während dieser Zeit die Temperatur langsam auf ungefähr 32 ⁰C erhöhte. Die Mischung wird dann auf -15 ⁰C gekühlt und 11 ml Diäthylanilin und 9,8 g Phosphorpentachlorid werden zugegeben. Die Reaktionsmischung wird dann 1 Stunde bei -20 ⁰C gerührt. Gegen Ende dieser Stunde werden 25 ml Äthylenglycol zugegeben, und die entstehende Reaktionsmischung wird 1 Stunde bei.O bis 5 ⁰C gerührt. Zu der obigen Reaktionsmischung fügt man 150 ml Eiswasser, und die entstehende Lösung wird in einem Eisbad während 10 Minuten gerührt. Der pH-Wert dieser Lösung wird dann langsam mit konzentriertem wässrigem Ammoniak auf 3,5 eingestellt.

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Die 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA)-Suspension wird 30 Minuten in einem Eisbad gerührt, dann filtriert, mit Wasser und Methanol gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute beträgt 3,4 g, Reinheit 96,4. %, Ausbeute 60,3 %.

Beispiel 22

Verfahren zur Spaltung von Natriumcephalosporin C mit zugefügten Isochinolin

In einen 500 ml Rundkolben, der mit einem Thermometer und einem Trockenrohr ausgerüstet ist, gibt man 9,8 g Natriumcephalosporin C (20 Millimol, 84,6 % rein), TOO ml Tetrahydrofuran (THF), 1,0 ml (8,5 Millimol) Isochinolin und 15 ml Diäthylanilin. Dann werden 20 ml Acetylchlorid zugegeben und die Reaktionsmischung wird schnell während 15 Minuten gerührt, wobei sich während dieser Zeit die Temperatur allmählich auf 40 ⁰C erhöht. Dann wird langsam auf 30 ⁰C gekühlt. Die Mischung wird dann auf -15 ⁰C gekühlt und 11 ml Diäthylanilin und 9,8 g Phosphorpentachlorid werden zugegeben. Die Reaktionsmischung wird dann 1 Stunde bei -20 ⁰C gerührt. Gegen Ende dieser Stunde werden 25 ml Äthylenglycol zugegeben, und die entstehende Mischung wird 1 Stunde bei 0 bis 5 °C gerührt. Zu der obigen Reaktionsmischung fügt man 150 ml Eiswasser, und die entstehende Lösung wird in einem Eisbad während 10 Minuten gerührt. Der pH-Wert dieser Lösung wird dann langsam mit konzentriertem wässrigem Ammoniak auf 3,5 eingestellt. Die 7-ACA-Suspension wird 30 Minuten in einem Eisbad gerührt, dann filtriert, mit Wasser und Methanol gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute an 7-Aminocephalosporansäure beträgt 3,2 g (93,1 % rein, 54,6 % Ausbeute).

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Beispiel 23

Zu einer Mischung aus 9,8 g Natriumcephalosporin C in 100 ml Tetrahydorfuran fügt man 1,0 ml Chinolin und 15,0 ml Ν,Ν-Diäthylanilin. Zu dieser Mischung fügt man 20,0 ml Acetylchlorid. Die Temperatur steigt von 21 ⁰C auf 35 ⁰C. Die Mischung wird gekühlt und 11,O ml Ν,Ν-Diäthylanilin werden zugegeben. Bei -16°C werden 10 g Phosphorpentachlorid zugefügt. Die Temperatur steigt auf -2 ⁰C. Dann werden 25,0 ml Methanol bei -2O ⁰C zugegeben. Die Temperatur steigt auf +16⁰C Nach dem Rühren, um eine vollständige umsetzung zu bewirken, werden bei +3 °C 150 ml Wasser zugegeben. Die Temperatur steigt auf +10 C. Der pH-Wert der entstehenden Reaktionsmischung beträgt 0,5. Ammoniumhydroxid (konzentriert, 20 ml) werden zugegeben, um den pH-Wert der Mischung auf den Wert zu erhöhen, bei dem die 7-Aminocephalosporansäure ausfällt. Nach dem Filtrieren erhält man 3,82 g 7-Aminocephalosporansäure mit einer Reinheit nach ultravioletten Verfahren von 94,4 % und einer Reinheit von 93,2 % nach dem Nikotinamidversuch für eine Ausbeute von 65,5 %.

Zusammengefaßt erzielt man bei der Durchführung de«: erfindungsgemäßen Verfahrens den Vorteil, daß man ein Einphasensystem in einem Reaktionskessel nach der Zugabe des Wasserreaktionsteilnehmers erhält. Dieses System enthält die 7-ACA, die 7-ADCA oder andere Cephalosporinkerne in Lösung. Nach der Zugabe der Base, wobei der pH-Wert des Systems auf den isoelektrischen Punkt des Produktes (pH 3,5 für 7-ACA) erhöht wird, kristallisiert das Produkt in Ausbeuten aus, die vergleichbar sind oder die höher sind als die Ausbeuten, die man bei den bekannten Verfahren erhält, abhängig von der Wahl des Ausgangsmaterials.Diese Ver-

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besserung des bekannten Spaltungsverfahrens bringt den Vorteil mit sich, daß man nur ein einziges Reaktionsgefäß verwenden muß, daß keine Phasentrennung erforderlich ist, und daß keine Lösungsmitteldestillation oder Abdestillationsverfahren erforderlich sind. Zusätzlich wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Penicillin N, daß mit dem Cephalosporin C oder dem Desacetoxycephalosporin C vermischt ist, während des Spaltungsverfahrens, wobei 7-Aminocephalosporansäure aus Cephalosporin C oder 7-Aminodesacetoxycephalosporansäure aus Desacetoxycephalosporin C gebildet werden zerstört. Beispielweise wurde Natriumcephalosporin C, daß vorsätzlich mit ungefähr 10 Gewichtsprozent Penicillin N verunreinigt war, gespalten, wobei man 7-Aminocephalosporansäure erhielt. Wurde dieses 7-ACA in das Natriumcephalothinantibioticum überführt und dieses Antibioticum nach einem Standardverfahren auf seinen Penicillingehalt untersucht, so konnte kein Penicillin festgestellt werden.

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Claims (17)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Abspaltung einer 7-Carboxyamidogruppe eines Cephalosporins der Formel

C—N

C-CH₂-X

COOR¹

worin R eine Amidoadipoylgruppe; eine Amxnoadipoy!gruppe, worin die Aminogruppe mit einer Cj-Cg-Alkanoyl-, ^C6~^ci2~ Aroyl-, Cj-C.-Alkyloxycarbonyl-, Cg-C^-Aryloxycarbonylgruppe geschützt ist, oder durch eine solche Schutzgruppe, die mit Halogenatomen, Nitro- oder Cj-C^Alkyloxygruppen substituiert ist, geschützt ist_f bedeutet,

oder worin R eine C₂-C„-Alkanoy!gruppe, eine C_o-Cg-alpha-Mono- oder -Dihalogenalkanoylgruppe

(CH₀)

2⁷n

-CH
Q

Il

oder

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bedeutet, worin

Υ Sauerstoff, Schwefel oder eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung bedeutet;

η eine ganze Zahl von O bis 3 bedeutet und mindestens 1 beträgt, wenn Y Sauerstoff oder Schwefel bedeutet;

m eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet; Q Amino, Hydroxy, Carboxy bedeutet; oder

R sonst eine Acylgruppe bedeutet, die sich von einem Penicillin ableitet, daß zur Herstellung des Cephalosporins verwendet wurde.

X C₂-Cg-Alkanoyloxy

C₂-Cg-Thioalkanoyloxy

Cg-C_-. ₂~Thioaroyloxy

Hydroxy ,

Mercapto

Wasserstoff

C₁-C₃-Alkoxythionocarboxylthio

oder

Cj-Cg-Alkylthio bedeutet; und

R ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall oder eine Carboxy1-veresterungsgruppe, wie eine 2,2,2-Trichloräthyl-, p-Nitrobenzyl-, Phenacyl-, Benzhydryl-, tert.-Butyl- und p-Methoxybenzylgruppe bedeutet und worin irgendwelche Amino-,

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Carboxyl-, Hydroxy- und Mercaptogruppe im Molekül mit einem Maskierungsmittel maskiert oder geschützt sind, durch Behandeln des geschützten Cephalosporins mit einem Halogenierungsmittel,um die 7-Carboxamidogruppe des Cephalosporins in ein Iminohalogenid zu überführen, Behandeln des Iminohalogenide mit einem Alkohol, um einen Iminoäther zu bilden und Hydrolysieren des Iminoäthers, um eine 7-Aminogruppe zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung, bei der die Carboxylgruppe geschützt wird und die Carboxyamidspaltungsreaktionen in einem organischen Verdünnungsmittel wie in Tetrahydrofuran, Bis-(2-methoxyäthyl)-äther, 2-Methoxyäthylacetat, Äthylenglycoldiacetat, 1,4-Dioxan, 1,3-Dioxan und in organischen,flüssigen Mischungen davon, die mit Wasser mischbar sind, durchführt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Cephalosporin C, ein Alka:^: imetallsalz von Cephalosporin C oder eine N-acylierte Cephalosporin-C-Verbindung

(1) in Tetrahydrofuran suspendiert oder löst, und

(2) mit einem C.-Cg-Alkanoylhalogenid in Anwesenheit einer Base behandelt, um die Carboxylgruppen des Cephalosporin-C-Moleküls mit Anhydridgruppen zu schützen;

(3) das Cephalosporin-C-Anhydridprodukt aus der Stufe A mit einer Base und Phosphorpentachlorid bei -25°C bis 30 ⁰C behandelt, um das Iminohalogenid des Cephalosporin-C-Moleküls zu bilden;

(4) das Iminohalogenid aus der Stufe A mit einem Alkohol behandelt, um den Cephalosporin-C-Iminoäther zu bilden;

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(5) den Cephalosporin-C-Iminoether aus der Stufe A

mit Wasser behandelt, um die Cephalosporinsextenkette zu spalten;

(6) das Reaktionsprodukt aus der Stufe 5 mit einer Base behandelt, um den pH-Wert der Mischung auf den isoelektrischen Punkt von 7-ACA einzustellen, um 7-ACA zu bilden;

(7) die 7-ACA aus dem Reaktionsmedium gewinnt.

3. Verfahren gemäß _ Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein N-Chloracetylcephalosporin-C-chinolinsalz in Tetrahydrofuran suspendiert und mit einem N,N-Bis-(C.J-C₃-dialkyl)-anilin und mit Acetylchlorid behandelt wird, um die Carboxylgruppen als gemischte Anhydridgruppen zu schützen, das gemischte Anhydrid unter 0 C gekühlt und mit Phosphorpentachlorid in Anwesenheit einer Base behandelt wird, um das Iminochlorid zu bilden, das Iminochlorid mit einem C.-C--Alkanol behandelt wird, um den Iminoäther zu bilden,-der Imlnoäther mit einem wässrigen Medium behandelt wird, um die 7-Acy!seitenkette zu spalten, und die 7-Aminocephalosporansäure zu bilden, und der pH-Wert mit einer Basse auf einen pH-Wert eingestellt wird, bei dem die 7-Aminocephalosporansäure aus der Reaktionsmischung ausfällt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Alkalimetallsalz von Cephalosporin C in Tetrahydrofuran suspendiert oder löst und mit einem N,N-Bis-(C..-C₃-dialkyl)-anilin und mit Acetylchlorid behandelt, um die Carboxylgruppen als gemischte Anhydridgruppen zu schützen, das gemischte Anhydrid auf weniger als 0 ⁰C abkühlt und mit Phosphorpentachlorid in Anwesenheit einer Base behandelt, um

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das Iminochlorid zu bilden, das Iminochlorid mit einem Alkohol behandelt, um den Iminoäther zu bilden, den Iminoäther mit einem wässrigen Medium behandelt, um die 7-Acylseitenkette zu spalten und die 7-Aminocephalosporansäure darin zu bilden, und den pH-Wert der Mischung mit einer Base auf einen pH-Wert einstellt, bei dem die 7-Aminocephalosporansäure aus der Reaktionsmischung ausfällt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen 7-Acylamidodesacetoxycephalosporanat-Ester

(1) in Tetrahydrofuran suspendiert oder löst und darin

(2) mit einer Base und Phosphorpentachlorid bei -25 bis 30 C behandelt, um das Iminohalogenid des 7-Acylaminodesacetoxycephalosporinat-Esters zu bilden;

(3) das Iminohalogenid aus der Stufe 2 mit einem Alkohol behandelt, um den Iminoäther zu bilden;

(4) den Iminoäther aus der Stufe 3 mit Wasser behandelt, um den Iminoäther zu spalten;

(5) das Reaktionsprodukt aus der Stufe 4 mit Base behandelt, und den pH-Wert der Mischung so einstellt, daß der 7-Aminodesacetoxycephalospqrinatesterkern ausfällt, und

(6) den 7-Aminodesacetoxycephälosporinatesterkern aus der Reaktionsmischung gewinnt.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als 7-Acylamidodesacetoxycephalosporanatester-Ausgangsmaterial p-Nitrobenzyl-7-phenoxyacetamidodesacetoxycephalosporinat verwendet, wobei als Verfahrensprodukt daß p-Nitrobenzyl-7-aminodesacetoxycephalosporinat erhalten wird.

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7. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als 7-Acylamidodesacetoxycephalosporanatester-Ausgangsmaterials das 2,2^-Trichloräthyl^-phenoxyacetamidodesacetoxycephalosporanat verwendet, wobei als Verfahrensprodukt der 2,2,2-Trichloräthyl-7-aminodesacetoxycephalosporinatester erhalten wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man

(1) Natriumcephalosporin C mit Tetrahydrofuran vermischt;

(2) die Mischung aus der Stufe 1 mit Chinolin behandelt;

(3) die Mischung aus der Stufe 2 mit Acetylchlorid in Anwesenheit einer Base behandelt, um die Carboxylgruppen des Cephalosporins-C-Moleküls durch Anhydridgruppen zu schützen;

(4) das Anhydridprodukt aus der Stufe 3 mit Phosphorpentachlorid in_vAnwesenheit einer Base behandelt, um das Iminohalogenid zu bilden;

(5) das Iminohalogenid aus der Stufe 4 mit Methanol behandelt, um den Methyliminoäther zu bilden;

(6) den Methyliminoäther aus der Stufe 5 mit Wasser behandelt, um die 7-Aminocephalosporansäure in der Reaktionsmischung zu bilden;

(7) die Mischung aus der Stufe 6 mit ausreichend Amraoniumhydroxid behandelt und den pH-Wert der Mischung auf einen Wert zu erhöhen, bei dem die 7-Aminocephalosporansäure aus der Reaktionsmischung ausfällt und

(8) die 7-Aminocephalosporansäure gewinnt.

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9. Verfahren gemäß einer der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man zu dem organischen verdünnungsmittel Chinolin, Isochinolin, 3-Picolin, 4-Picolin, Pyridin oder ein Säureadditionsalz von einer oder mehrerer dieser Verbindungen, oder ein Komplex davon mit einem C₂-C_-Alkanoylhalogenid zufügt.

10. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

2 2

daß R R C(O) bedeutet, worin R C(O) die carboxylische Acylgruppe die gespalten werden soll, darstellt, X Wasserstoff, C^Cg-Alkanoyloxy, Cj-Cg-Alkyloxy oder Cj-Cg-Alkylthio bedeutet und R ein Wasserstoffatom oder ein Alkalimetallkation bedeutet, wobei ein 7-Aminocephalosporinkern der Formel

H₂N-CH-CH CH₂

C—N C-CH₂X

COOH

oder eine Lösung oder ein Salz oder eine solvatisierte Form davon gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß man eine katalytische Menge an Chinolin, Isochinolin, 3-Picolin, 4-Picolin, Pyridin oder ein Säureadditionssalz von einer oder mehrerer solchen Basen oder ein Komplex davon mit einem C₂-C_-Alkanoylhalogenid zu dem Medium, das das Tetrahydrofuran, den Bis-(2-methoxyäthyl)-äther, das 2-Methoxyäthylacetat, das Äthylenglycoldiacetat, das 1,4-Dioxan oder das 1,3-Dioxan enthält, vor der Zugabe des Halogenierungsmittels zugibt.

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11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Alkalimetallsalz von Cephalosporin C zu dem Tetrahydrofuran zugegeben wird und in erfindimgsgemäßer Weise behandelt wird, wobei 7-Aminocephalosporansäure erhalten wird.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Chinolin oder ein saures Additionssalz davon als Katalysator verwendet werden.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Chinolinsalz in einem Molverhältnis zugefügt wird, daß äquivalent ist zu ungefähr 3 bis 10 Millimol Chinolin pro 20 Millimol Alkalimetallcephalosporin C.

14. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Chinolin zu einer Mischung aus Natriumcephalosporin C und Tetrahydrofuran, vor oder gleichzeitig mit einem C₂-C₄-Alkanoylhalogenierungsmittel, das als Maskierungsreagens verwendet wird, zugefügt wird.

15. Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Spaltung der 7-(5'-Aminoadipoyl)-Seitenkette des Natriumcephalosporin C zur Herstellung von 7-Aminocephalosporansäure durch Vermischen von Natriumcephalosporin C mit Tetrahydrofuran und einer Base, die Halogenwasserstoff absorbiert, Zugabe von Acetylchlorid, um die Cephalosporin-C-carboxyl- und Aminogruppen zu acylieren, Zufügen von Phosphorpentachiorid und einer Base, um das Iminochlorid des acylierten Cephalosporin C zu bilden, Zugeben von Methanol, um den Iminoäther

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zu bilden, und Hydrolysieren des Reaktionsprodukts mit Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man Chinolin, Isochinolin, 3-Picolin, 4-Picolin, Pyridin oder eiri Säureadditionssalz oder einen Komplex von einer solchen Base mit einem C₂-C₃~Alkanoylchlorid zu der Reaktionsmischung zugibt, bevor das Acetylchlorid zu der Mischung aus Natriumcephalosporin C und Tetrahydrofuran gegeben wird oder gleichzeitig damit.

16. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man Chinolin und Acetylchlorid verwendet.

17. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator Isochinolin, 3-Picolin, 4-Picolin, Pyridin und ein Säureadditionssalζ davon und einen Komplex davon verwendet.

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