DE2356122C2

DE2356122C2 - N-Chlorbenzoyl-cephalosporin C-Derivate und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2356122C2
Application number: DE2356122A
Authority: DE
Inventors: Edmond Milton Indianapolis Ind. Bottorff; Billy Grinnell Jackson; Martha Carolyn Stamper
Original assignee: Eli Lilly and Co
Current assignee: Eli Lilly and Co
Priority date: 1972-11-13
Filing date: 1973-11-09
Publication date: 1983-12-22
Also published as: IE38382L; NL7315480A; AT327386B; DE2356122A1; ATA954273A; YU283173A; IL43560A; JPS5721318B2; ES420336A1; US3853863A; NL180106C; CA1016163A; KR780000012B1; CS192506B2; IL43560A0; HU167596B; PH9509A; AU6155573A; DD112653A5; AR202466A1

Description

COOH

worin X Wasserstoff oder Chlor bedeutet und R für Wasserstoff oder Acetoxy steht, und die Chinolinsalze dieser Verbindungen.

2. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise eine Cephalosporin C-Verbindung der allgemeinen Formel I

O S

Il / \

H₂N—CH-(CH₂)J-C—NH-CH-CH CH₂

I I I I ©

COOM C N C-CH₂-R,

O C

COOM

worin M jeweils für Wasserstoff oder Alkali steht und R Wasserstoff oder Acetoxy bedeutet, mit einem 2,4-Dijhlorbenzoylhalogenid oder einem 4-Chlorbenzoylhalogenid umsetzt.

Die Erfindung betrifft den durch die Ansprüche gekennzeichneten Gegenstand. Das durch Fermentation erhältliche Cephalosporin C hat folgende Struktur:

/ \
R — CO — NH- CH- CH CH₂ O

III Il

C N C-CH₂-OCCH₃,

O C

COOH

worin R für HOOC - CH(NH₂) - (CHj)₃ steht. Man bezeichnet es ferner als 7-(5'-Amidoadipamido)cephalosporansäure. Diese Verbindung wirkt schwach antibiotisch, sie ist jedoch wichtig als Ausgangsprodukt für den Cephalosporin C Kern, nämlich die 7-Aminocephalosporinsäure (7-ACA), die die folgende Struktur hat:

H₃ ⁺N-CH-CH CH₃ O

III Il

C N C-CH₂OCCH₃

O C

coo-

Diese Verbindung ist in Form ihres" Zwitterions dargestellt, es lassen sich von ihr jedoch auch anionische oder kationische Salze herstellen und verwenden. Amibiotica, wie Cefalotin und Cefaloridin, körinen aus 7-ACA nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Zu verschiedenen Derivaten von 7-ACA kann man gelangen, indem man die 7-Amino-Gruppe von 7-ACA mit einem geeigneten Acylierinlttel umsetzt, beispielsweise einer Säure, einem Acylhalogenid oder einer sonstigen aktiven Form hiervon, und/oder die in Stellung 3 am Methylkohienstoffatom befindliche Acetoxygruppe durch irgendeine geeignete, nucleophile Gruppe ersetzt, die in der Literatur dokumentiert ist. Das Cephalosporine ist.demzufolge ein wertvolles, durch Fermentation gewinnbares Antibioticum, welches als Ausgangsprodukt zur Herstellung anderer, stärker wirksamer Antibiotica von besonderem Interesse ist.

Die Erfindung betrifft zum Teil ein Verfahren zur Reinigung roher Cephalosporin C-Anteile, die in wäßrigen Fermentatidnsbrühen, teilweise gereinigten, Fer-20 mentationsbrüheri oder Harzeiuaten vorhanden sind, aus denen man sie erhält. Hierzu werden die Cephalosporin C-Anteile zum entsprechenden N-(4-Chlorbenzoyl)- oder N-(2,4-Dichlorbenzoyl)-Derivat umgewandelt, und zwar vor der Abspaltung der 7-Aminodipoyl-Gruppe aus dem jeweiligen Cephalosporin C

Unter der Bezeichnung Cephalosporin C-Anteil werden Cephalosporin C und Desacetoxycephalosporin C verstanden, die sich jeweils durch bekannte Fermentetionsverfahren herstellen lassen.

Der rohe Cephalosporin C-Anteil, welcher erfindungsgemäß behandelt wird, kann in irgendeiner von mehreren Formen und/oder Stufen der Reinigung vorliegen. Hierbei kann es sich um die Form eines gewonnenen, rohen Feststoffes handeln, der als Verunreinigungen Polysaccharide und proteinartige Stoffe enthält. Der Cephalosporin C-Anteil kann ferner eine wäßrige Fermentationsbrühe hiervon sein. Diese Brühe kann gegebenenfalls auf einen bestimmten pH-Wert eingestellt, mit einem oder mehreren Filterhilfsmitteln versetzt und filtriert worden sein oder nicht. Eine derartige, filtrierte Fermentationsbrühe wird jedoch immer noch als unbehandelte Brühe bezeichnet. Bei dem wäßrigen Medium, welches den Cephalosporin C-Anteil enthält, kann es sich ferner um eine konzentrierte, mit Methanol behandelte Fermentationsbriihe handeln, die man dann als teilweise behandelte Brühe bezeichnet. Der zu behandelnde Cephalosporin C-Anteil kann ferner in einem Harzeluat vorhanden sein, das man durch Behandlung einer Fermentationsbrühe unier Verwendung einer oder mehrerer, mit Harz gefüllter Säulen erhält, wenn man den Cephalosporin C-Anteil teilweise reinigen möchte.

In der US-PS 3160 631 wird die Acylierung des Natriumsalzes von Cephalosporin C unter anschließender Veresterung des dabei erhaltenen Produktes beschrieben. Das Salz wird in Wasser gelöst und bei 0°C mit Natriumbicarbonat sowie Aceton behandelt. Das erhaltene Gemisch behandelt man mit Benzoylchlorid in Aceton. Dieses Reaktionsgemisch wird hierauf mit Chloroform extrahiert sowie angesäuert, und das N-acylierte Cephalosporin C extrahiert man mit Methylisobutylketon. Das dabei erhaltene, am Stickstoff acylierte Cephalosporin C gewinnt man durch Eindampfen des Lösungsmittels, worau/ man es zu dem entsprechenden Methylester umwandelt.

In den US-PS 32 34 222 sowie 32 34 223 wird

allgemein die Verwendung einer Schutzgruppe für die freie Arainofunktipn eines Iminoäthers von Cephalosporin C während der Spaltung des Cephalosporin C beschrieben. In diesen Patenten wird als mögliche Ammoschutzgruppe für den Iminoäther von Cephalosporin C zwar auf durch ein Halogenatom substituiertes Benzoyl. verwiesen, es werden jedoch dabei nicht speziell 4-Chlorbenzoyl oder 2,4-DichlorbenzoyI swgeführt, und es wird auch nicht auf die Verwendung von N-acylierten Derivaten zur' Reinigung roher Cephalosporin C-Anteile hingewiesen.

In der US-PS 34 67 654 wird der Einsatz von Aceton für die ursprüngliche, Cephalosporin C enthaltende, filtrierte Brühe beschrieben, um hierdurch Verunreinigungen auszufallen, worauf man die Verunreinigungen abfiltriert, das in dem gereinigten Filtrat enthaltene Cephalosporin C unter Verwendung eines Anionaustauscherharzes absorbiert und das Cephalosporin G unter Verwendung eines Säurepuffers von dem Harz eluiert.

In den US-PS 3641018 sowie 37 39 002 sind N-acyiiene Cephalosporin C-Derivate beschrieben, deren AcyJgruppe eine alpha-Halogen- oder eine alpha^lpha-Dibalogenalkanoylgruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist. Diese Derivate lösen sich zwar in organischen Lösungsmitteln, wenn sie direkt aus einer Fermentationsbrühe von Cephalosporin C gebildet werden, sie lassen sich, wenn überhaupt, jedoch nur schwer in geeigneten Lösungsmitteln iösen, wenn man sie erneut in einem organischen Lösungsmittel auflösen möchte.

Eines der Probleme, die mit der Verwendung des Natriumsalzes von Cephalosporin C als Ausgangsprodukt zur Herstellung von 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA) und schließlich zur Herstellung von Cefalotin- und/oder Cefaloglycin-Antibiotica zusammenhängen, ist die Tatsache, daß bei der Gewinnung des Natriumsalzes von durch Fermentation hergestelltem Cephalosporin C höhermolekular.? Polysaccharide sowie Proteine als Verunreinigungen /crhanden sind. Diese Nebenprodukte werden möglicherweise während der Fermentation gebildet, und ihre Löslichkeitscharakteristiken ähneln denjenigen des Natriumsalzes von Cephalosporin C Diese Löslichkeitscharakteristiken erschweren eine Entfernung der Verunreinigungen aus dem Cephalosporin C-Anleil. Durch Membranfiltration ließen sich diese Verunreinigungen bereits mit Erfolg entfernen. Leider läßt sich diese Arbeitsweise jedoch nicht anwenden zur Filtrierung großer Volumina von Fermentationsbrühen, wie sie bei technischen Verfahren anfallen. Ferner bringt auch eine Reinigung des Natriumsalzes von Cephalosporin C durch Umkristallisieren nur einen Teilerfolg, da die hierzu anzuwendenden Bedingungen ebenfalls zur Ausfällung der Verunreinigungen führen.

Die hochmolekularen, polymeren Verunreinigungen, welche allgemein unter dem Begriff Polysaccharide zusammengefaßt werden, sind die Ursache für mehrere Probleme bei der Synthese von Cephalosporin-Antibiotica, wie Cefalotin. Die Spaltung des Natriumsalzes von Cephalosporin C zu 7-ACA unter Verwendung von Chloroform als Lösungsmittel erfordert eine Abtrennung einer wäßrigen Phase (die die 7-ACA enthält) von der organischen Phase (Chloroform). Die Gegenwart der Polysaccharide erschwert diese Abtrennung, da die Polysaccharide zur Stabilisierung einer Chloroform-Wasser-Emulsion neigen. Ein kürzlich entwickeltes Spaltverfahren unter Verwendung von Tetrahydrofuran sollte die durch die obenerwähnte Emulsion auftreten-

den Schwierigkeiten umgehen. Der Erfolg dieses Verfahrens liegt in der Tatsache, daß man keine organische Phase von einer wäßrigen Phase trennen muß. Die Erfahrung zeigt jedoch, daß das gesamte Problem durch das Tetrahydrofuran-Verfahreh nur auf die nächste Stufe verlagert wird, da es dann zu Schwierigkeiten beim Acylieren der 7-ACA kommt, die man nach dem Tetrahydrofuran-Verfahren erhält.

Man braucht daher weiterhin ein Verfahren, durch welches sich die Gegenwart nachteiliger Mengen an Polysacchariden in den Cephalosporin C-Anteilen vermeiden läßt Ein solches Verfahren würde die entsprechenden Umwandlungen von Cephalosporin verbessern, beispielweise die sich anschließende -Umsetzung des Cephalosporin C zu Cefalotin. Eine mögliche Lösung dipses Problems besteht darin. Derivate von Cephalosporin C-Verbindungen zu finden, dergn Löslichkeitscharakteristiken stark verschieden sind von denjenigen der polysaccharidischen Verunreinigungen, beispielsweise Derivate, die in geeigneten organischen Lösungsmitteln löslich sind, sich jedoch in Wasser nicht lösen.

Die Suche nach einem Cephalosporin C-Derivat mit diesen Eigenschaften war nicht leicht, und es muß als überraschend angesehen werden, daß ein solches Derivat überhaupt gefunden werden konnte. Es wurden verschiedene Derivate von Cephalosporin C mit geschützter Aminogruppe hergestellt und bezüglich ihrer möglichen Verwendung als Zwischenprodukte beim Verfahren zur Herstellung von 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA) aus Cephalosporine untersucht Die meisten der hierzu untersuchten Verbindungen bilden aus einem wäBrigen-organischen-Lösungsmittelsystem jedoch nicht ohne weiteres das gewünschte, kristalline Derivat Die freien Säureformen von N-(p-Nitrobenzoyl)cephalosporin C, N-(p-Toluolsu!fonyl)cephalosporinC, N-(BenzolsuIfonyl)cephaIosporinC sowie N-(p-Chlorbenzolsulfonyljcephalosporin C ergeben beispielsweise keine kristallinen Produkte. Die freien Säureformen von N-Propionyl·, N-Benzoyl- und N-Chloracetyl- cephalosporin C kristallisieren darüber hinaus nicht besonders leicht aus einem wäßrigen-organischen Lösungsmittelsystem. Es wurden jedoch bestimmte Derivate von Cephalosporin C gefunden, die über die gewünschten Löslichkeitscharakteristiken verfügen, so daß sy? mit Vorteil bei Verfahren zur Herstellung von 7-ACA und/oder anderer ähnlicher 7-Aminocephalosporin-Verbindungen eingesetzt werden können.

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung neuer Derivate von Cephalosporin C-Anteilen, deren Löslichkeitscharakteristiken stark verschieden sind von denjenigen der Polysaccharide, der Cephalosporin C-Anteile und der Salze der Cephalosporin C-Anteile. Die neuen Derivate der Cephalosporin-Antsile sind in charakteristischer Weise löslich in üblichen organischen Lösungs- mitteln und unlöslich in Wasser.

Erfindungsgemäß soll ferner ein verbessertes Verfahren zur Abtrennung von Cephalosporin C-Anteilen aus den jeweiligen Rohlösungen geschaffen werden. Bei diesen Verfahren werden die Cephalosporin C-Anteile in bestimmte Derivate umgewandelt. Die Umwandlung in diese ausgewählten Derivate ermöglicht die leichte Abtrennung unlöslicher polysaccharidischer Verunreinigungen von den löslichen Derivaten der Cephalosporin C-Anteile. Durch das verbesserte, erfindungsgemäße Verfahren lassen sich ferner die Derivate der Cephalosporin C-Anteile so kristallisieren, daß sie frei von verunreinigenden Polysacchariden sind, und man kann diese Derivate schließlich zu 7-ACA und/oder anderen 7-Aminocephalosporinen verarbeiten.

Erfndungsgemäß wurde gefunden, daß das N-{4-Ch jprbenzoyl)- sowie das N-(2,4-DichIorbenzoyl)-Derivatvon Cephalosporin C und damit verwandte Verbindungen (Formel II) in Form ihrerTreien Säuren oder der entsprechenden Chinolinsalze über Eigenschaften verfügen, die stark verschieden sind von denjenigen des Cephalosporin C-Anteils bzw. der Cephalosporin C-Veirbinduiigen sowie den entsprechenden Salzen. Insbesondere wurde gefunden, daß man rohe Cephalosporin C-Anteile, weiche Verunreinigungen aus Fermentationsbrühen enthalten, durch eine besondere Verfahrensfolge reinigen kann. Diese Verfahrensfolge besteht in einer Umwandlung des rohen Cephalosporin C-Anteils zum entsprechenden Derivat der Formel II und Abtrennen unlöslicher Verunreinigungen aus dem so hergestellten Derivat Der rohe Cephalosporin C-Anteil wird in Gegenwart eines wäßrigen Mediums, das ein mn Wasser mischbares inertes organisches Lösungsmittel enthält, zu dem Derivat ii#sr Formel II umgesetzt Unter inert versteht man dabei ein organisches Lösungsmittel, welches nicht mit dem zur Herstellung des Derivats des Cephalosporin C-Anteils verwendeten 2,4-DichIorbenzoylhalogenid oder 4-BenzoylhaIqgenid reagiert Typische, mit Wasser mischbare inerte organische Lösungsmittel sind beispielsweise Ketone, wie Aceton, Äther, wie Dioxan, Tetrahydrofuran, Dimefhoxyäthan oder Diäthoxyäthan, sowie Nitrile, wie Acetonitril.

Als 2,4-DichIorbenzoylhalogenid oder 4-ChIorbenzoylhalogenid werden die Bromide oder Chloride bevorzugt, wobei man insbesondere die Chloride verwendet Das Halogenid wird mit dem Cephalosporin C-Anteil in wäßrigem Medium, das ein mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel enthält umgesetzt wobei man im allgemeinen einen molaren Oberschuß von etwa 3 bis 15% Halogenid verwendet

Das mit Wasser mischbare, organische Lösungsmittel liegt im allgemeinen in einer Menge vor, die, auf Volumen bezogen, etwa der des wäßrigen Mediums entspricht Es lassen sich jedoch auch Gemische einsetzen, die entweder einen Oberschuß des wäßrigen Mediums oder des organischen Lösungsmittels bis hinauf zu etwa 10 :1 auf Volumbasis enthalten.

Die Acylierung wird im allgemeinen durchgeführt in einem wäßrigen, alkalischen Medium, welches zur Bildung eines Alkalisalzes des Cephalosporin C-Anteils ausreicht Hierzu versetzt man das Reaktionsgemisch mit einem Alkalihydroxid, insbesondere mit Natriumhydroxid. Die Acylierung wird vorzugsweise durchgeführt bei Temperaturen zwischen etwa 0⁰C und etwa Raumtemperatur. Das Acylierungsmittel wird dem vuräer hergestellten alkalischen Gemisch zugesetzt das während der Zugabe auf der gewünschten Reaktionstemperatur gehalten wird Der pH-Wert dieses Gemisches liegt im allgemeinen bei etwa 9,0 bis etwa 9,5. Während der Zugabe des Acylierungsmittels hält man den pH-Wer t durch erforderliche, weitere Zugabe eines alkalischen Mittels auf dem angegebenen Wert Dieses alkalisehe Mittel ist vorzugsweise ein tert-Amin, wie Triäthylamin, oder ein Alkalihydroxid, v/ie Natriumhydroxid, welches man insbesondere verwendet. Nach Bildung des Derivats des Cephalosporin C-Anteils erniedrigt man H.en pH-Wert des Reaktionsgemisches vorzugsweise von dem während der Acylierung herrschenden Wert von etwa 9,0 bis etwa 9,5 etwa auf den Wert 5,5 bis 6.5. Bei diesen Bedingungen bleibt das

Derivat des Cephalosporin C-Anteils in Lösung, während der Großteil der Verunreinigungen, nämlich die erwähnten Polysaccharide oder sonstigen polymeren Verunreinigungen, unlöslich bleibt und sich leicht entfernen läßt. ">

Die Verunreinigungen werden von dem Derivat der Formel Il des Cephalosporin C-Anteils nach irgendeiner bekannten Technik und Verfahrensfolge abgetrennt. Der Kern der Erfindung liegt in der Entdeckung des Unierschieds in den Löslichkeitseigenschafr.en des Derivats der Formel II der Cephalosporin C-Anteile und den Löslichkeitseigenschaften der polysaccharidischen sowie proteinartigen Verunreinigungen.

Eine erste Behandlung des wäßrigen Mediums, das ein mit Wasser mischbares inertes, organisches Lo- ''» sungsmittel sowie das Derivat der Formel H enthält, kann daher in einer Abtrennung der Verunreinigungen von dem Derivat des Cephalosporin C-Anteils bestehen, was beispielsweise durch Filtration, Dekantieren, Zentrifugieren oder Filterpreßverfahren erfolgen kann. -°

Das Derivat der Formel Il wird hierauf aus der teilweise gereinigten Lösung gewonnen, indem man beispielsweise den pH-Wert da Gemisches ins stärker Saure verlagert beispielsweise auf etwa pH 1,5 bis etwa pH 3,5 einstellt. Die Entfernung des Derivats läßt sich -"' erleichtern durch Zugabe von Wasser zu dem Gemisch mit dem erniedrigten pH-Wert, wodurch die Löslichkeit des Derivats in dem Medium geringer wird. Das Derivat der Formel II kann man als solches isolieren, d. h. in Form seiner freien Säure, oder auch als Säureadditions- ^!0 salz, beispielsweise als Chinolinsalz.

Das Chinolinsalz läßt sich ohne weiteres herstellen, indem man das Gemisch, welches die freie Säure des N-Acylderivats des Cephalosporin C-Anieils enthält, einfach mit Chinolin versetzt Bezogen auf den ³"^J Cephalosporin C-Anteil reicht eine äquimolare Menge ChinoÜR aus. Vorzugsweise verwendet snan jedoch gewöhnlich einen Oberschuß von etwa 13 bis etwa 12 Mol Chinolin pro MoI N-Acylderivat an Cephalosporin C-Verbindung. -to

Zur weiteren Entfernung eventuell vorhandener Verunreinigungen kann man das so gewonnene Derivat des Cephalosporin C-Anteils dann nach einer von zwei allgemeinen Methoden behandeln. Eines dieser Verfahren besteht darin, daß man das gewonnene Derivat unter Bedingungen auskristallisiert durch die Restmengen an polymeren Verunreinigungen eliminiert werden. Dies wird erreicht indem man das Derivat in einem organischen, mit Wasser mischbaren Lösungsmittel löst liegt das Derivat des Cephalosporin C-Anteils in Form seiner freien Säure vor, dann kann man es als solches direkt in dem organischen, mit Wasser mischbaren Lösungsmittel lösen. Hat man dagegen das Chinolinsalz dieses Derivats, dann läßt sich dieses entweder als solches auflösen, oder man kann es entsprechend behändem, so daß es in dem Lösungsmittel als freie Säure vorliegt

Typische organische, mit Wasser mischbare Lösungsmittel sind beispielsweise Ketone, wie Aceton, Äther, wie Dioxan, Tetrahydrofuran, Dimethoxyäthan und *° Diäthoxyäthan, Alkohole, wie Methanol, Äthanol, n-PropanoI oder IsopropylalkohoL sowie Nitrile, wie Acetonitril. Das organische, mit Wasser mischbare Lösungsmittel kann Wasser enthalten, and, wenn ja, dann enthält es vorzugsweise eine kfeise Menge an ⁶^ Wasser, nämlich bis zu etwa 15%.

Unter diesen Umkristalfisierungsbedingungen verbleiben die Restmengen der Verunreinigungen unlös lich, und man kann sie daher ohne weiteres auf irgendeine Weise entfernen. Das Derivat des Cephalosporin C-Anteils wird aus der so gereinigten Lösung durch Zugabe von Wasser ausgefällt, und man trennt es als freie Säure oder in Form seines Chinolinsalzes ab. Befolgt man die eben beschriebene, besondere Verfahrensfolge, dann sollte das Derivat des Cephalosporin C-Anteils vorzugsweise als freie Säure vorliegen.

Ein anderes Verfahren zur Behandlung des ursprünglich erhaltenen Derivats des Cephalosporin C-Anteils besteht darin, daß man dieses Derivat entweder als freie Säure oder als Chinolinsalz einfach in einem Lösungsmittel löst, in dem sich die Spaltung des N-Acylsubstituenten des 5-Aminodipolyrests des Derivats des Cephalosporin C-Anteils durchführen läßt. Eine ausreichende Restmenge an Verunreinigungen bleibt in Lösungsmitteln unlöslich, die sich gut eignen zur Durchführung der Spaltung, so daß man die Lösung als solche nach Entfernung der Verunreinigungen für die Spaltung verwenden kann. Diese restlichen Verunreinigungen lassen sich ohne weiteres nach irgendeiner der erwähnten Arbeitsweisen entfernen. Die nach Entfernung der unlöslichen Verunreinigungen zurückbleibende Lösung des Derivats des Cephalosporin C-Anteils kann man dann direkt für das Spaltverfahren einsetzen, ohne daß man das Derivat aus der Lösung isolieren muß.

Typische, für die Spaltung geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise Halogenkohlenwasserstoffe, wie Chloroform oder Methylenchlorid, und Äther, wie Tetrahydrofuran oder Dioxan.

Es wurde festgestellt, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn man Amide, wie N.N-Dimethylformamid oder N.N-Dimethylacetamid, als Lösungsmittelgemische für die Spaltung verwendet Besonders bevorzugt wird dabei ein Gemisch aus Methylenchlorid und N-N-Dimethylacetamid.

Falls man nach diesen zii'eizigenannien Verfahren vorgeht und das Derivat des Cephalosporin C-Anteils vor der Spaltung nicht aus dem Lösungsmittelmedium abgetrennt wird, dann sollte man das Derivat am besten trocknen, bevor man es in das zur Spaltung verwendete Lösungsmittelmedium einsetzt Dieses Trocknen ist für die Spaltstufe wichtig, da die Spaltung am günstigsten verläuft wenn man sie unter praktisch wasserfreien Bedingungen durchführt Das Trocknen selbst ist jedoch für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht wichtig und daher auch nicht unbedingt erforderlich.

Die als Ausgangsprodukte für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Cephalosporin C-Antefle können m Form ihrer freien Säuren vorliegen, wobei in Formel I dann M für Wasserstoff steht Wahlweise und vorzugsweise geht man jedoch von entsprechenden Alkalisalzen des Cephalosporin C-Antefls aus, beispielsweise den Lithhnn-, Natrium- oder Kalhimsalzen. Insbesondere wird als Ausgangsprodukt für das erfindungsgemäße Verfahren das entsprechende Natriumsalz verwendet

Derivate von Cephalosporin C der Formel Π, nämlich Verbindungen, bei denen R für Acetoxy steht, lassen sich aus dem Alkalisah; vorzugsweise dem Natriumsalz, von Cephalosporine in ausgezeichneter Ausbeute herstellen. Falls das Natriamsalz von Cephalosporine verhältnismäßig wenig polysaccharidische Verunreinigung enthält dann kann man dieses oder seine Derivate der Formel II in Cbfcrofcnn zu 7-ACA spalten, obste daß es zur Bfldnng der störenden Emulsionen kommt Ist dagegen der Polysaccharidanteil dies Natriumsalzes von Cephalosporine oder seinem ungereinigten Derivat

der Formel Il verhältnismäßig hoch, dann kommt es durch Bildung einer Emulsion nach der Spaltung in einem Chloroformmedium zu ziemlichen Problemen. Durch Umkristallisation des Cephalosporin C-Derivats der Formel II unter Bedingungen, die eine unterschiedliche Löslichkeit zwischen dem Derivat und den polysaccharidischen Verunreinigungen ergeben, erhält man jedoch ein Material, das sich in Chloroform zu 7-ACA spalten läßt, ohne daß es durch Bildung einer Emulsion zu wesentlichen Schwierigkeiten kommt. Ein derartiges Material entsteht unabhängig von der Menge an polysaccharidischem Material, das in dem als Ausgangsprodukt verwendeten Cephalosporin C vorhanden ist, aus welchem man das Derivat des Cephalosporin C erhält. Durch die Verwendung der Derivate von Cephalosporin C-Anteilen ergeben sich ferner noch folgende Vorteile:

1. fvian erhält größere Ausbeuten bei der Spaltung der Cephalosporin C-Anteile zu 7-Aminocephalosporinen.

2. Die dabei hergestellten 7-Aminocephalosporine sind von so hoher Qualität, daß es bei der anschließenden Acylierung zu gar keinen oder nur ganz geringen Problemen kommt.

3. Die nach der angegebenen Herstellungsfolge für das eigentliche Antibioticum bei den Zwischenprodukten auftretenden Verunreinigungen sind sehr niedrig.

4. Die Acylierung der 7-Aminocephalosporine zu dem eigentlichen Antibioticum verläuft mit besserer Ausbeute. Die Ausbeute bei der Acylierung von 7-ACA zu Cefalotin steigt bei der Durchführung in Gegenwart von polysaccharidischen Verunreinigungen von etwa 79% auf etwa 92%, falls das Ausgangsprodukt 7-ACA diese Verunreinigung praktisch nicht mehr enthält.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert

Beispiel 1

60g Natriumsalz von Cephalosporine (128 mMol) werden mit 300 ml entionisiertem Wasser bis zum völligen Auflösen gelöst Sodann gibt man etwa 300 ml Aceton zu. Das Gemisch wird gerührt und auf 5° C abgekühlt, wobei sich ein Niederschlag des Natriumsalzes von Cephalosporine abscheidet Durch Zugabe 20prozentiger wäßriger Natriumhydroxidlösung stellt man sodann den pH-Wert des Gemisches auf 9,0 bis 9,5 ein. Die entstandene Lösung wird, auf etwa 5° C gehalten, mit 19,7 ml 2,4-Dichlorbenzoylchlorid (14Ϊ mMol, lOprozentiger Oberschuß) während eines Zeitraumes von 30 bis 35 Minuten unter Rühren versetzt Während der Zugabe von 2,4-Dichlorbenzoylchlorid hält man den pH-Wert des Gemisches auf 9,0 bis 9,5, indem man je nach Bedarf 20prozentige wäßrige Natriumhydroxidlösung zugibt Nach beendeter Zugabe des 2,4-DichlorbenzoyIchlorids rührt man das Gemisch 10 Minuten bei 5° C oder solange, bis der pH-Wert 2 Minuten lang konstant auf 9,0 bis 9,5 bleibt Sodann säuert man das Gemisch mit konzentrierter Salzsäure auf pH 6,5 an. Das erhaltene Gemisch wird mit 300 ml Wasser behandeCt, worauf man 5 bis 10 g einer Filterhilfe zugibt. Das Gemisch wird durch die Filterhilfe (in einer Stärke von etwa 6 bis 12 mm) auf einen Büchner-Trichter der Größe 3 filtriert Den Niederschlag wäscht man mit etwa 50 ml Wasser. Das Filtrat und die Waschflüssigkeit werden vereinigt, gerührt und auf 20⁰C erwärmt. Der pH-Wert des Gemisches wird hierauf durch Zugabe konzentrierter Salzsäure auf etwa pH 3,0 eingestellt. Die Lösung impft man mit Kristallen des aus einer kleinen Laborprobe erhaltenen Produktes an und stellt den pH-Wert mit konzentrierter Salzsäure auf 2,7 ein. Das Gemisch wird 30 Minuten bei 20 bis 23°C gerührt, und während dieser Zeit kristallisiert N-(2,4-Dichlorbenzoyl)cephalosporin C aus, wobei es zuerst ölig anfällt und sich die öltröpfchen dann verfestigen. Das Gemisch säuert man mit konzentrierter Salzsäure auf pH 1,8 an, rührt es etwa 2 bis 3 Minuten und gibt hierauf 300 ml Wasser zu.

Das wäßrige organische Gemisch wird 2 bis 3

π Minuten gerührt, auf 5°C abgekühlt und eine Stunde bei 0 bis 5°C gerührt. Das Produkt wird abfiltriert, mit etwa 500 ml Wasser gespült und im Vakuum bei 45° C getrocknet, wodurch man 68,0 g (89,1 Vo) Material erhält.

Ein Gemisch von 20,0 g de» se erhalierieri N-(2,4-

2« Dichlorbenzoyl)cephalosporin C in 180 ml reinem Aceton wird bis zur Bildung eines einheitlichen Gemisches gerührt, worauf man 9,0 ml entionisiertes Wasser zugibt. Das dabei erhaltene Gemisch wird bis zur Auflösung des Produkts gerührt (etwa 10 bis 15 Minuten). Die

2--J erhaltene Lösung versetzt man mit 2 g einer Filterhilfe sowie 2 g Aktivkohle zum Entfärben. Hierauf rührt man 5 Minuten und filtert das Gemisch dann durch einen Bauschen aus Filterhilfe (etwa 1 g in einem Büchner-Tropftrichter der Größe 0). Das Filtrieren kann unter

jo Weglassen der zum Entfärben verwendeten Aktivkohle wiederholt werden, bis das Filtrat klar ist Die kleine Menge Niederschlag wird mit bis zu 20 ml Aceton gewaschen. Das Filtrat und die Waschlaugen werden vereinigt und zusammen mit 250 ml entionisiertem

j5 Wasser gerührt Das Gemisch kühlt man auf 25" C und gibt dann.entionisiertes Wasser zu, bis die erste Spur Trübung bestehen bleibt (nach einem Zusatz von etwa 75 bis 110 ml Wasser). Sodann impft man das Gemisch mit 0,50 g umkristallisiertem Produkt an. Das Gemisch wird 30 Minuten bei Raumtemperatur (23—25° C) gerührt, und unter Rühren werden sodann während einer Zeitspanne von 40 Minuten etwa 350 ml Wasser zugesetzt Nach beendeter Wasserzugabe wird das Gemisch abgekühlt und eine Stunde auf 5° C gehalten.

Das so entstandene Gemisch filtriert man hierauf, wäscht mit Wasser und trocknet bei 45° C im Vakuum. Die Ausbeute an N-(2,4-Dichlorbenzoyl)cephaIosporin C beträgt 16 bis 16,5 g.

Betspiel 2

60 g (134 mMol) Natriumsalz von Cephalosporin C werden in 300 ml Wasser bis zum Auflösen gerührt Man versetzt mit 150 ml Aceton, und die erhaltene Lösung wird gerührt und auf 10⁰C gekühlt Mittels 20prozentiger wäßriger Natriumhydroxidlösung stellt man den pH-Wert der Lösung auf 9,0 ein, worauf man 17 ml (134 mMol) 4-ChlorbenzoyIchlorid zugibt Das Gemisch wird 30 Minuten bei 10 bis 15°C gerührt, wobei man gleichzeitig 20prozentige wäßrige Natriamhydroxidlösung in solcher Menge zusetzt das der pH-Wert des Gemisches bei etwa 9,0 bleibt Hierauf werden etwa 1050 ml Wasser in 2 Teilmengen von 800 sowie 250 ml zugesetzt und man stellt den pH-Wert mit konzentrierter Salzsäure auf 13 ein. Das Gemisch wird mit

es Kristallen von N-(4-Chlorbenzoyl)cephaIosporin C angeimpft und in einem Eisbad gekühlt Man beläßt das Gemisch über Nacht im Eisschrank (etwa 5⁰C). Der kristalline Feststoff des Gemisches wird abfiltriert, mit

IO

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Wasser gespült und im Vakuum bei 40⁰C getrocknet. Das dabei erhaltene kristalline N-(4-Chlorbenzoyl)cephalosporin C wiegt 55,7 g.

Das teilweise gereinigte N-(4-Chlorbenzoyl)cephaIosporin C wird weiter gereinigt, indem man es nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise umkristallisiert.

Beispiel 3

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise löst man das Natriumsalz von Desacetoxycephalosporin C (einer Verbindung der Formel 1, worin R für Wasserstoff steht) in einem Gemisch aus Wasser und Aceton, und behandelt das ganze dann mit 2,4-Dichlorbenzoylchlorid zur Bildung von N-(2,4-Dichlorbenzoyl)-desacetoxycephalosporin C-Säure. Dieses Derivat wird nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise gereinigt

Beispiel 4

Ein Liter Harzeluat von Cephalosporin C (dessen Analyse nach dem UV-Verfahren 48,2 mg/ml, und nach dem Nicotinamid-Verfahren 38,46 mg/ml ergab), und das einen pH-Wert von 53 hat, wird auf +6° C abgekühlt. Das Gemisch versetzt man mit 200 ml Aceton, und hierbei steigen Temperatur bzw. pH-Wert auf +5⁰C bzw. den Wert 5,9 an. Durch Zugabe von 22 ml 25prozentiger wäßriger Natriumhydroxidlösung stellt man den pH-Wert des Gemisches auf 9,5 ein. Das erhaltene Natriumsalz von Cephalosporin C wird während 20 Minuten durch Zugabe von 31,4 ml (224 mMol) 2,4-Dichlorbenzoylchlorid aeyliert. Durch gleichzeitigen Zusatz von 53 ml 25prozentigem wäßrigem Natriumhydroxid hält man den pH-Wert des Gemisches auf etwa 93- Nach beendigter Zugabe ist die Temperatur des Reaktionsgemisches auf 22° C angestiegen. Den pH-Wert des Gemisches stellt man dann durch Zusatz von 20 ml 25prozentiger wäßriger Schwefelsäure auf 5,0 ein. Hierauf versetzt man das Gemisch mit 20 g einer Filterhilfe und filtriert es dann. Durch Zugabe von 45 ml 25prozentiger wäßriger Schwefelsäure wird der pH-Wert des Filtrates auf 3,4 erniedrigt. Das dabei erhaltene angesäuerte Gemisch versetzt man langsam während 10 Minuten mit 28,4 ml (336 mMol) Chinolin, wobei man den pH-Wert des Gemisches während der Zugabe durch gleichzeitigen Zusatz von 27 ml 25prozentiger wäßriger Schwefelsäure auf 33 bis 33 hält. Das so gewonnene Gemisch impft man mit N-(2,4-DichIorbenzoyl)cephalosporin C-Chinolin an, das vorher in kleinem Maßstab hergestellt wird. Das Gemisch wird hierauf bei Raumtemperatur 30 Minuten gerührt, und dann 165 Minuten bei ö°C. Sodann wird abfiltriert, und den Filterkuchen wäscht man mit 1 Liter kaltem Wasser. Der Filterkuchen wird bei 40⁰C im Vakuumschrar.k getrocknet, und man erhält so 73 g (95,6% Ausbeule)

N-(2,4-Dichlorbenzoyl)ccphalosporin C-Chinolinsalz (87,1% Reinheit).

Beispiel 5

Zur Herstellung eines Gemisches werden 50 g rohes Cephalosporin C, das nach dem UV-Verfahren 85,5 mMol (35,4 g) an aktiver Substanz enthält, in 500 ml Wasser eingetragen. Das Gemisch rührt man 10 Minuten bei Raumtemperatur. Sodann werden 100 ml Aceton zugegeben, und der pH-Wert des erhaltenen Gemisches liegt bei 7,8. Durch Zugabe von 6 ml 25prozentigem wäßrigem Natriumhydroxid stellt man den pH-Wert der Mischung auf 9,5 ein. Das erhaltene Nätriumsalz von Cephalosporin C wird durch Zusatz von 24 ml (171 mMol) 2,4-Dichlorbenzoylchlorid acyliert. Die Zugabe erfolgt während einer Zeitspanne von 20 Minuten, und die Temperatur des Gemisches steigt hierbei auf 29⁰C an. Während der Zugabe wird der pH-Wert der Mischung durch Zusatz von 25 ml 25prozentigem wäßrigem Natriumhydroxid auf etwa 9,5 gehalten. Das erhaltene Gemisch rührt man etwa 10 Minuten, wobei der pH-Wert auf etwa 9,5 bleibt. Durch Zusatz von 3 ml 25prozentiger wäßriger Schwefelsäure stellt man den pH-Wert des Gemisches auf 5,0 ein. Das Gemisch versetzt man mit 10 g einer Filterhilfe und filtriert es dann. Das Filtrat ist trüb, und man erniedrigt den pH-Wert des Gemisches durch Zusatz von 25prozentiger wäßriger Schwefelsäure auf 3,5. Das erhaltene Gemisch versetzt man langsam mit 25 ml (212 mMol) Chinolin, wobei der pH-Wert des Gemisches während der Zugabe durch gleichzeitigen Zusatz von 25prozentiger wäßriger Schwefelsäure auf 33 bis 33 gehalten wird. Das Gemisch hat am Ende einen pH-Wert von 33. Es wird hierauf durch Zusatz von Kristallen von N-(2,4-Dichlorbenzoyl)cephalosporin C-Chinolinsalz angeimpft Man rührt das Gemach 20 Minuten bei Raumternperatur und dann 30 Minuten in einem Eisbad. Hierauf wird abfiltriert, und den Filterkuchen wäscht man mit 13 Liter Eiswasser. Der Filterkuchen wird 40 Stunden im Vakuum bei 40⁰C getrocknet, und man erhält so 58 g (81,0% Ausbeute)

N-(2,4-Dichlorbenzoyl)cephalosporinC-Chiiiolinsalz (94,1% Reinheit).

Claims

1 2 Patentansprüche: .

1. N-Chlorbenzoyl-cephalosporin C-Derivate der allgemeinen Formel

O O S

* ^ Il Il ■■ / \

Cl-Τ ?—C—NH—CH—(CH₂)J—C—NH—CH—CH CH₂

ι Ii ι ■■■■■■■

COOH C-^-N C—CH₂-R

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O C