DE2408698A1 - 7-alpha-aminoacyl-3-halogencephalosporine und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR. I. MAAS

DR. G. SPOTT

80Q0 MÖNCHEN 40

SCHLEISSHEIMERSTR. 299.

TEL. 3592201/205

CASE: X-3826

ELI LILLY AND COMPANY, Indianapolis, Indiana/USA

»7__a-Arainoacyl-3-halogencephalosporine und Verfahren zu deren Herstellung"

Die Erfindung betrifft 7-a-Aminoacyl-3-halogencephalosporine und deren pharmazeutisch verträgliche Salze, die wertvolle, oral wirksame Antibiotika darstellen sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen.

Verschiedene 7~^a-Aminoacylcephalosporinantibiotika mit unterschiedlichen Substituenten in der 3-Stellung des Moleküls sind bekannt. Zum Beispiel das gut bekannte Antibiotikum Cephalexin, d.h. die 7-(D-a-Phenylglycylamido)-3-methyl~3-cephem-4-carbonsäure, eine Deacetoxycephalosporansäure, die in der 3-Stellung eine Methylgruppe aufweist; das Antibiotikum Ce-phaloglycin, d.h. 7-(D-a-Phenylglycylamido)-3-acetoxymethyl-3-cephem-4-carbonsäure, eine Cephalosporansäure

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mit einer Acetoxymethylgruppe in der 3-Stellung; und die a-Aminoacylcephalosporine, die in der 3-Stellung einen - Thiadiazolthiomethyl- oder Tetrazolthiomethyl-Substituenten. tragen und die wertvolle therapeutische Mittel darstellen. Weiterhin sind eine Reihe von Cephalosporinverbindungen beschrieben worden, deren Molekül in der 3-Stellung durch eine 3-Halogenmethylgruppe substituiert sind, wie z.B. die 3-BroInmethyl-3-cephem-4-carbonsäureester. Von den vorbekannten 3-Halogenmethylcephalosporinestern wird angegeben, daß sie wertvolle Zwischenprodukte zur Herstellung von Cephalosporinantibiotika darstellen.

Die erfindungsgeraäßen Halogencephalosporinverbindungen sind strukturell einzigartige Verbindungen der Cephalosporinklasse, dadurch daß das Halogenatom direkt an das Kohlenstoffatom in der 3-Stellung des Dihydrothiazinrings gebunden ist. Im Gegensatz dazu tragen die vorbekannten Halogenderivate der Cephalosporine, wie die oben beschriebenen, ein Halogenatom an einer Methylengruppe, die ihrerseits an das Kohlenstoffatom in der 3-Stellung des Dihydrothiazinrings gebunden ist. Die er findung s gern äße η Verbindungen vereinigen nun in besonderer Weise einen 7-a-Aminoacylrest, der mit einem Cephalosporinkern verbunden ist, der seinerseits in der 3-Stellung durch ein Fluor-, Chlor- oder Bromatom substituiert ist.

Die erfindungsgemäßen 7-«-Aminoacyl-3-halogeneephalosporine entsprechen der folgenden allgemeinen Formel I

(D

COORt

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in der

R eine Phenyl-, Hydroxyphenyl-, Halogenphenyl-, Methylphenyl-, Methoxyphenyl-, 2-Thienyl-, 3-Thienyl- oder 2-Furylgruppe,

R₁ ein Wasserstoffatom, eine Benzyl-, p-Methoxybenzyl-, p-Nitrobenzyl-, Diphenylmethyl-, 2,2,2-Trichloräthyl-, Trimethylsilyl- oder tert.-Butylgruppe und

X ein Fluor-, Chlor- oder Bromatom

bedeuten, sowie die pharmazeutisch verträglichen Salze dieser Verbindungen, bei denen die Gruppe R₁ ein .Wasserstoffatom bedeutet.

Der mit Bezug auf die obige Formel angegebene Ausdruck "Hydroxyphenylgruppe" steht für Mono- und Dihydroxyphenylgruppen, wie die 4-Hydroxyphenyl-, 3-Hydroxyphenyl-, 2-Hydroxyphenyl-, 3,4-Dihydroxyphenyl- und 2,4-Dihydroxyphenylgruppen. Der Ausdruck "Halogenphenylgruppe" umfaßt einfach und zweifach durch Halogenatome substituierte Phenylgruppen, wobei als Halogenatome Fluoratome, Chloratome oder Bromatome vorhanden sind und betrifft daher z.B. Gruppen, wie die 4-Fluorphenylgruppe, die 4-Chlorphenylgruppe, die 3,4-Dichlorphenylgruppe, die 3-Chlorphenylgruppe, die 2-Chlorphenylgruppe, die 3-Bromphenylgruppe oder die 4-Bromphenylgruppe. Der Ausdruck "Methylphenylgruppe" steht für einfach und zweifach methylierte Phenylgruppen, wie die isomeren 2-, 3- und 4-Methylphenylgruppen und die Dimethylphenylgruppen, wie die 3,4-Dimethylphenylgruppe und die 2,4-Dimethylphenylgruppe. Der Ausdruck "Methoxyphenylgruppe" umfaßt einfach und zweifach methoxylierte Phenylgruppen, wie die 4-Methoxyphenylgruppe, die 3-Methoxyphenylgruppe, die 2-Methoxyphenylgruppe, die 3,4-Dimethoxyphenylgruppe und die 2,6-Dimethoxyphenylgruppe.

Die in der obigen Formel mit R₁ umschriebenen Estergruppen

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sind alle bekannten Estergruppen, die üblicherweise in der Cephalosporinchemie dazu verwendet werden, die C,-Carboxylgruppe des Cephalosporinmoleküls während Reaktionen zu schützen, die an anderen reaktiven Stellen des Moleküls durchgeführt werden. Die Herstellung der Ester der allgemeinen Formel I (R₁ β von Wasserstoff verschieden) erfolgt durch die im folgenden angegebenen Maßnahmen, wobei zum Schutz der Ca-Carboxylgruppe schützende Estergruppen verwendet werden, die für andere Cephalosporinverbindungen bekannt sind.

Der Ausdruck "pharmazeutisch verträgliche, nicht-toxische Salze" umfaßt sowohl die Salze der C/-Carbonsäuregruppe als auch die Säureadditionssalze der a-Aminogruppe der 7-Glycylamidoseitenkette. Pharmazeutisch verträgliche Salze der C^-Carbonsäuregruppe schließen die mit anorganischen Basen gebildeten Salze ein, wie die Natrium-, Kalium- und Kalziumsalze, die mit Natriumbicarbonat, Kaliumcarbonat, Kalziumhydroxyd oder Natriumhydroxyd hergestellt werden können. Pharmazeutisch verträgliche Aminsalze können z.B.mit organischen Aminen, wie Dicyclonexylamin, Benzylamin, 2-Aminoäthanol, Diäthanolamin oder Diisopropylamin, hergestellt werden. Die Säureadditionssalze der a-Aminogruppe umfassen die mit Mineralsäuren gebildeten Salze, wie die Hydrochloride, die Hydrobromide und die Sulfate, sowie die mit organischen Sulfonsäuren gebildeten, wie die p-Toluolsulfonate.

Es versteht sich, daß wenn die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom bedeutet, die Verbindungen in zwitterionischer Form vorliegen können, die sich durch eine intramolekulare Salzbildung ergeben.

Wegen der Anwesenheit des asymetrischen Kohlenstoffatoms in der a-Aminoacylgruppe schließen die 3-Halogencephalos-

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porine der obigen Formeln die D-, L- und DL-Formen ein. Die D-Form ist die erfindungsgemäß bevorzugte isomere Form.

Beispiele für bevorzugte a-Aminoacyl-3-halogencephalosporine der bbigen allgemeinen Formel sind die folgenden:

7-(D-£henylglycylamido)-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure, 7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure, 7-(D-(Phenylglycylamido)-3-brom-3-cephem-4-carbonsäure, 7-(D-4-Hydroxyphenylglycylamido)-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure,

7-(D-3-Hydroxyphenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure,

7-[D-2-(2-Thienyl)-glycylamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure,

7-[D-2-(2-Furyl)-glycylamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure,

7-(D-4-Chlorphenylglycylamido)-3-brom-3-cephem-4-carbonsäure,

7-(D-3-Methylphenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure,

7-(D-2,6-Dimethoxyphenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure,

7-[D-2-(3-Thienyl)-glycylamido]-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure,

7-[D-2-(3-Thienyl)-glycylamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure

sowie die zwitterionischen Formen und die pharmazeutisch verträglichen Salze dieser Verbindungen.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der R₁ ein Wasserstoffatom oder eine für ein pharmazeutisch verträg-

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liches, nicht-toxisches Salz dieser Verbindungen stehende Gruppe bedeutet, sind wertvolle Antibiotika, die.zur Bekämpfung von durch gram-positive und gram-negative Mikroorganismen bei warmblütigen Säugern hervorgerufene Infekrtionen geeignet sind. Sie sind wirks-am, wenn sie parenteral, z.B. subkutan oder intramuskulär, verabreicht werden, was auch bei oraler Verabreichung der Fall ist.

Die 7-a-Aminoacyl-3-halogencephalosporine entfalten ein
breites Spektrum antibakterieller Wirkung, wie es aus
dem in den folgenden Tabellen angegebenen in vitro-Spektrum der 7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure hervorgeht.

In der Tabelle I sind die minimalen inhibierenden Konzentrationen in Mikrogramm/Milliliter (/Ug/ml) angegeben, die mit dieser Verbindung bei den Standard-Agar-VerdUnnungstest ermittelt wurden.

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TABELLE I

7-(D-Phenylglycylamldo) -O-carbonsäure, in vitro-Spektrum

Organismus* ■ minimale inhibierende

Konzentration

(yug/ml)

Staphylococcus aureus 3055 1

Staphylococcus aureus 3074 1

Streptococcus faecalis X66 16

Proteus morganii PR15 >128

Salmonella typhosa SA12 < 0,5

Klebsiella pneumoniae KL14„ 0,2

Enterobacter aerogenes EB17 8

Serratia marcescens SE3 >128

Escherichia coli EC14 2

Citrobacter freundii CF17 . >128

Pseudomonas aeruginosa X239 >128

Bordetella bronchiseptica 16 64

Salmonella typhimurium 1

Pseudomonas solanacearum X185 >128

Erwinia amylovora 1

* Die nach dem Namen des Organismus angegebenen Zahlen und/ oder Buchstaben stehen für die Stämme

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In der folgenden Tabelle II ist der Durchmesser des Bereichs (in Millimeter) angegeben, in dem das Wachstum der angegebenen Mikroorganismen bei dem Standard-Scheiben-Plattentest
durch 7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure inhibiert wird.

TABELLE II

Mikroorganismus

Staphylococcus aureus Bacillus subtilis Sarcina lutea Mycobacterium avium Proteus vulgaris Salmonella gallinarum Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Pseudomonas solanacearcum

Inhibierungsbereich* (Durchmesser in mm)

Konzentration (mg/ml)

1,0	0,1	0,01
35	28	20
i»4	32	21
48	27	27
24	Tr	—
23	Tr	—
35	25	13
30	20	11
28	20	12
32	23

* Tr steht für Spurenbereich

— a es konnte kein Bereich beobachtet werden.

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Die folgende Tabelle III enthält die bei dem Agar-Verdünnungstest erhaltenen minimalen inhibierenden Konzentrationen von 7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure gegen ein Spektrum von gram-positiven und gram-negativen Mikroorganismen.

TABELLE III

Antibiotisch.es Spektrum in vitro von 7- (D-Phenylglycylamido )-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure

Untersuchte Organismen minimale inhibierende

Konzentration

(/ug/ml)

Staphylococcus aureus 3055 1,0

dto. 3123 1,0

dto. 307¹I 2,0

Streptococcus (Gruppe D) 9901 64

Enterobacter cloacae EB9 >128

Enterobacter aerogenes EB17 Sk

1,0 2,0 1,0 < 0,5

' 2,0

2,0 1,0 128

. >128
>128
< 0,5 2,0

* Die im Anschluß an den Namen des Organismus angegebenen Zahlen und/oder Buchstaben stehen für die Stämme.

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Escherichia coli	EC14
dto.	EC35
dto.	EC38
Klebsiella sp.	KL3
dto.	KLl 4
dto.	KL25
Proteus mirabilis	PR6
Proteus morganii	PRl
Proteus rettgeri	PR9
dto.	PR2
Salmonella	SA12
Shigella sp.	SH3

Bei dem Standard-Agar-Verdünnungstest zeigt 7-(D-Phenylglycylamido) ^-chlor-O-cephem-^-carbonsäure eine .Yfirkung gegen Hemophilus-Influenza mit minimalen inhibierenden Konzentrationen von 1 bis 4 mg/ml bei einer Reihe von verschiedenen Stämmen.

Aus der folgenden Tabelle IV ist die orale Absorption der 7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure durch die bei Mäusen erreichten Blut- und Urinspiegel ersichtlich. Bei der Durchführung der Untersuchung verabreicht man an Mäuse (McAllister Sv/iss), mit einem Gev/icht von 11 bis 13 g, die über Nacht nüchtern gehalten*worden waren, 20 mg/kg 7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure. Dann werden zu den angegebenen Zeitpunkten Blut- und Urinproben abgenommen und die Konzentration des Antibiotikums in jeder Probe durch eine mikrobiologische Untersuchung bestimmt, wobei Sarcina lutea bei dem Scheiben-Platten- Test in einem Agar mit einem pH von 6,0 verwendet wird.

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TABELLE IV

7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure

Blut- und Urinspiegel

Maus Nr. Konzentration (mg/ml) zur Zeit (Min.)

5 15 30 60 90 120 240

1 29,1 16,2 11,6 3,5 1,2 0,5 0,2

2 23,7 19,2 11,0 5,2 3,2 2,0 0,6

3 17,6 10,1 9,1 5,7 2,1 1,3 0,7

4 23,3 13,6 10,1 4,0 1,6 1,6 1,0·

Durchschnittswerte

für das Blut ' 23,4 14,8 10,5 4,6 2,0 1,4 0,6

Durchschnittswert

für den gesammelten

Urin ~ 1474 1764 843 305 308 226

Die wirksame Dosis (ED₅₀) der 7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure, die für die wirksamen Dosierungen der erfindungsgemäßen Verbindungen repräsentativ ist, trägt gegenüber Streptococcus pyogenes bei oraler Verabreichung
0,74 mg/kg χ 2 und bei subkutaner Verabreichung
0,84 mg/kg χ Z₉ gegenüber Escherichia coli bei oraler Verabereichung 5,5 mg/kg χ 2 und gegenüber Diplococcus pneu-

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moniae bei oraler Verabreichung 17,6 mg/kg χ 2, wobei die angegebenen Werte an Mäusen ermittelt wurden.

In der folgenden Tabelle V sind die minimalen inhibierenden Konzentrationen verschiedener erfindungsgemäßer 3-Halogen-3-cephemverbindungen gegen repräsentative gram-negative Bakterien angegeben. Die inhibierenden Konzentrationen wurden nach dem Gradienten-Platten-Verfahren durchgeführt, das im wesentlichen nach Brijson und Szybalski (Science, 116, 45 (1952)) durchgeführt wurde. Die in der Tabelle V angegebenen Substituentenbedeutungen von R beziehen sich auf die darüberstehende Formel:

TABELLE V

Antibiotische Wirkung substituierter 7-_(Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4'-carbonsäuren gegenüber gram-negativen Bakterien

COOH

Untersuchter Organismus

Minimale inhibierende Konzentration (/Ug/ml)

	R 3-OH	4-OH	4-Cl	H
Shigella sp.	1,0	2,0	13,3	6,7
Escherichia coli	1,0	2s0	17,2	5,7
Klebsiella pneumoniae	0,9	1,5	8,0	0,9
Aerobacter aerogenes	0,8	1,0	5,0	0,8
Salmonella heidelberg	0,5	0,8	10,7	0,2
Pseudomonas aeruginosa	>200	>200	>200	>200

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In der nachstehenden Tabelle VI ist die Wirkung repräsentativer 3~Halogen-3-cephera-Verbindungen gegen verschiedene klinische Isolate von Penicillin-resistenten Staphylococcen angegeben. Die Aktivität ist wiederum als minimale inhibierende Konzentration der untersuchten Verbindung aufgeführt«, Die minimale inhibierende Konzentration wurde nach dem Gradienten-Platten-Verfahren ermittelt.

TABELLE VI

Antibiotische Wirkung substituierter 7-(Phenylglycylamido)-3~chlor~3-cephem-4-carbonsäuren gegen Penicillin-resistente Staphylococcen

COOH

Staphylococcus- Stamm *	minimale	inhibierende	0/	4-Cl	Konzentration
	R 3-OH	4-OH	0/	10,5/>20	H
V41	3,0/	5,		- 18/> 20	11,5/>20
V32	3,5/	■ 7,	6/	>20/ >20	17/ >20
X400	>20/	>20/	6/	3s0/ >20	>20/>20
V84	0,5/	o,	0s4/ 0,7	2,7/15
X1,1	0,4/	o,	0,4/1,0

* Die Buchstaben und Zahlen stehen für die Stämme von klinisch isolierten Penicillin-resistenten Staphylococcen.

Der in der Tabelle vor dem Schrägstrich stehende Wert steht für die minimale inhibierende Konzentration in Abwesenheit von Humanserum. Der rechts neben dem Schrägstrich stehende

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¥ert, wenn vorhanden, steht für die minimale inhibierende Konzentration in Anwesenheit von Humanserum.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen erhält man durch N-Acylierung einer 7-Amino-3-halogen~3-cephem-4-carbonsäure oder eines Esters dieser Verbindung, z.B. des Benzyl-, p-Methoxybenzyl-, p-Nitrobenzyl, Diphenylaethyl-, 2,2,2-Trichloräthyl-, Trimethylsilyl- oder tert.-Butylesters, mit einem aktiven Derivat eines Phenyl-, Thienyl- oder Furyl-substitutierten Glycins der folgenden allgemeinen Formel

R-CH-COOH

in der R die oben, mit Hinsicht auf die allgemeine Formel I angegebenen Bedeutungen besitzt. Bei der Durchführung der Acylierung wird die Aminogruppe des Glycins wünschenswerterweise geschützt, z.B. in Form des Salzes, wie des Hydrochlorids, oder mit einem der üblicherweise verwendeten Aminoschutzgruppen, z.B. mit der tert.-Butyloxycarbonyl-, Benzyloxycarbonyl-, p-Nitrobenzyloxycarbonyl-, Trichloräthoxycarbonyl- oder Tritylgruppe, oder mit Hilfe von mit Methylacetoacetat-, Acetylaceton- und ähnlichen Gruppen gebildeten Enaminen. Als aktivierte Derivate der Carbonsäuregruppe des substituierten Glycins kann man Säurehalogenide, wie die Säurechloride, die aktivierten Ester, wie die mit Pentachlorphenol gebildeten, das Azid oder die gemischen Anhydride, die man mit Glycin und Chlorameisensäuremethylester oder Chlorameisensäureisobutylester erhalten hat, verwenden. Weiterhin kann man das an der Aminogruppe geschützte Glycin direkt zum Acylieren des gewünschten 3-Halogenesters einsetzen, indem man ein Konden-

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sationsmittel verwendet, wie N~Äthoxycarbonyl-2-äthoxy-1,2-dihydrochinolin. Zum Beispiel kann man den 7~Amino-3~chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester mit N-(tert.-Butyloxycarbonyl)~D-phenyl-glycin in einem trockenen inerten Lösungsmittel, z.B. Tetrahydrofuran, zu dem 7-(D-Phenylglycylamido)~3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrophenylester umsetzen.

Im allgemeinen kann man für die Acylierung der 7-Amino-3-halogen—3-cephem-4~carbonsäuren oder deren Ester irgendwelche der bekannten Amidkupplungsverfahren anwenden. Wenn man als aktiviertes Derivat ein Säurehalogenid einsetzt, erfolgt die Acylierung in Gegenwart eines Halogenwasserstoffakzeptors, wie Natriumbicarbonat, Pyridin, Natriumbisulf it oder eines Alkylenoxyds, wie Propylenoxyd. Wenn man bei der Acylierung ein gemischtes Anhydrid verwendet, kann man das gemischte Anhydrid mit N-Äthoxycarbonyl-2-äthoxy-1,2-dihydrochinolin bilden. Wenn man ein N-geschütztes Phenyl», Thienyl- oder Furylglycin einsetzt, kann die Acylierung in Gegenwart eines Kondensationsmittels, wie NjN'-Dicyclohexylcarbodiimid, erfolgen.

Beispiele für substituierte Glycine, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen verwendet werden können sind D-Phenylglycylchlorid-hydroehlorid, D-4-Hydroxyphenylglycylchlorid-hydrochlorid, D-Phenyl-N-(tert.-butyl-O2cycarbonyl)-glycin-pentachlorphenylester, D-2-Thienyl-N-(2,2,2-trichloräthoxycarbonyl)-glycin-pentachlorphenylester, N-Ctert.-ButyloxycarbonylJ-D-phenylgylcin, N-(1-Carbomethoxy-2-propenyl)-D-phenylglycin» 3-Thienylglycylchlorid-hydrοChlorid, N-(tert.-Butyloxycarbonyl)-2-thienylglycin oder N-(tert.-Butyloxycarbonyl)-2-furylglycin.

Die Acylierung erfolgt in einem inerten Lösungsmittel, z.B. in Aceton, Acetonitril, Dimethylformamid oder Methylen-

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chlorid und vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen etwa -20 und +20°c. Zum Beispiel erhält man 7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure durch Umsetzen von D-Phenylglycylchlorid-hydrochlorid mit 7-Amino-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester in Acetonitril und in Gegenwart von Propylenoxyd. Die Estergruppe wird dann durch Hydrogenolyse abgespalten.

Beispiele für 7-Amino-3-halogen-3-cephem-4-carbonsäuren und deren Ester, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen .Verbindungen der allgemeinen Formel I als Ausgangsmaterialien eingesetzt werden können, sind y-Amino^-chlor-^-cephem-^- carbonsäure, 7-Amino-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure, 7-Amino-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester, 7-Amino-3-brom-3-cephem-4-carbonsäure-diphenylmethylester, 7-Amino-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäuΓe-diphenylmethylester und 7~Amino-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure-p-methoxybenzylester.

Die 7-Amino-3-halogen-3-cephem-4-carbonsäuren und deren Ester erhält man wie folgt: Man wandelt eine 7-Acylamidocephalosporansäure oder einen Ester dieser Verbindung in eine 7-Acylamido-3-exomethylencepham-4-carbonsäure oder einen Ester davon um. Der Ester der 3-Exomethylencephamverbindung wird dann mit Ozon durch Reaktion an der 3-Exomethylengruppe in ein als Zwischenprodukt anfallendes Ozonid überführt, das beim Zersetzen den 7-Acylamido-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäureester ergibt. Der 3-Hydroxy-3-cephemester wird dann zu dem entsprechenden 3-Halogen-3-cephem fluoriert, chloriert oder bromiert. Die 7-Acylgruppe des 3-Halogencephems wird dann durch eine an sich bekannte Seitenkettenabspaltungsreaktion, wozu man Phosphorpentachlorid in Pyridin verwendet, abgespalten, so daß man das Iminochloridderivat der Seitenkette erhält, das dann mit einem Alkohol, wie Methanol, zu dem Iminoäther umgesetzt

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wird, der leicht hydrolysiert werden kann und den 7-Amino-3-halogen-3-cephem-4-carbonsäureester ergibt.

Zum Beispiel setzt man eine 7-Acylamidocephalosporansäure, wie 7-Phenoxyacetamidocephalosporansäure, mit einer schwefelhaltigen nukleophilen Verbindung unter Anwendung üblicher Verfahrensweisen derart um, daß eine nukleophile Verdrängung der Acetoxygruppe der Cephalosporansäure erfolgt und eine 7-Acylamido-3-thio-substituierte-methyl-:5-cephem-4-carbonsäure gebildet wird. Die 3-Thio-substituierte-cephem-verbindung wird dann in Gegenwart von Dimethylformamid mit Zink und Ameisensäure oder mit Wasserstoff in Gegenwart von Raney-Nickel reduziert, wodurch man eine 7-Acylamido-3-exomethylencepham-4-carbonsäure erhält. Zum Beispiel setzt man die 7-Phenoxyacetamido-3-acetoxymethyl-3-cephem-4-carbonsäure mit Kaliumäthylxanthat zu der 7-Phenoxyacetamido-3-äthoxythionocarbonylthiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure um. Die Reduktion der zuletzt erwähnten Verbindung mit Zink und Ameisensäure in Gegenwart von Dimethylformamid führt zu der 7-Phenoxyacetamido-3-exomethylencepham-4-carbonsäure. In ähnlicher Weise kann eine große Vielzahl von 7-Acylamidocephalosporansäuren mit einer Reihe von schwefelhaltigen nukleophilen Verbindungen zu den 3-thio-substituierten Methyl-3-cephemverbindungen umgesetzt werden. Zum Beispiel kann die 7-Acylamidogruppe eine einen Heterocyclus enthaltende Kette sein, z.B. eine 2-Thienylacetamidogruppe oder eine 2-Furylacetamidogruppe oder sie kann.eine Alkanoylseitenkette, wie eine Acetamidogruppe oder irgendeine andere Seitenkette sein. Weiterhin kann man als schwefelhaltige nukleophile Verbindung irgendeine der vielen Verbindungen verwenden, wie Thioharnstoff oder substituierte Thioharnstoffe, die mit den Cephalosporansäuren zu Isothioroniumsalzen reagieren, Thiobenzoate, Mercaptopyridin-N-oxyd, 1-Methyl-tetrazol-5-thiol, 5-Methyl-1,3,4-thiadiazol-2-thiol oder andere Schwefel enthaltende,

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nukleophile Verbindungen. Nach der oben beschriebenen redüktiven Verdrängungsreaktion wird die in dieser Weise gebildete 3-Exomethylenaepham-4-carbonsäure verestert, v/as z.B. mit p-Nitrobenzylbromid, p-Methoxybenzylbromid, Diphenyldiazomethan, Chlorameisensäure-2,2,2-trichloräthylester oder einer anderen esterbildenden Verbindung erfolgt, wonach der 3-Exomethylencephamester mit Ozon zu dem 3-Hydroxy-3-cephem-ester umgesetzt wird. Die Ozonolysereaktion des 3-Exomethylencephainesters erfolgt in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen etwa -80 und O⁰C, vorzugsweise zwischen -80 und -50°C, wobei als Zwischenprodukt ein Ozonid gebildet wird. Das Ozonid wird dann in situ in der Kälte zersetzt, wodurch man nach dem folgenden Reaktionsschema den entsprechenden 3-Hydroxy~3-ce-ohemester erhält:

O H

It I

R-C-N-

O-

CH₂

COOR₁ COzonid]

COOR.

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In den obigen Formeln bedeutet die Gruppe R ein Wasserstoffatom oder den Rest der oben beschriebenen Acylamidogruppe und kann z.B. eine Benzyl-, Phenoxymethyl-, Methyl-, 2-Thienylmethyloder 2-Furylmethylgruppe darstellen, während die Gruppe R- die oben mit Hinblick auf die allgemeine Formel I angegebenen Bedeutungen besitzt.

Die Ozonolyse des 3-Exomethylencephamesters erfolgt durch Einleiten von Ozon in eine Lösung des Esters in einem inerten Lösungsmittel, bis die Ozonidbildung vollständig abgelaufen ist. Die für die Ozonolyse geeigneten inerten Lösungsmittel sind Lösungsmittel, in denen die 3-Exomethylencephamester mindestens teilweise löslich sind und die unter den angegebenen Bedingungen mit Ozon nicht reagieren, übliche Lösungsmittel, wie Methanol, Äthanol, Äthylacetat, Methylacetat, Isoamylacetat und Methylenchlorid sind zufriedenstellende Lösungsmittel.

Ozongas wird mit Hilfe eines Ozongenerators gebildet, wie er üblicherweise für die synthetische oder analytische Arbeit verwendet wird. In diesen Generatoren wird Ozon aus Sauerstoff mit Hilfe einer elektrischen Entladung gebildet. Ein derartiger Ozongenerator wird von der Wellsback Corporation hergestellt. Das Ozon wird in einem Sauerstoffstrom gebildet, der dann direkt in das Reaktionsgefäß eingeführt wird. Der Prozentsatz des in dem Sauerstoffstrom enthaltenen Ozons kann gewünschtenfalls dadurch varriert werden, daß man die Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs durch die Ozonisierungseinrichtung oder die Intensität der elektrischen Entladung verändert.

Die Konzentration des als Ausgangsmaterial verwendeten 3-Exomethylencephamesters in dem inerten Lösungsmittel ist nicht kritisch, wobei es Jedoch bevorzugt ist, ein Lösungsmittelvolumen anzuwenden, das zur Bildung einer vollständigen Lösung ausreicht.

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Wenn die Ozonidbildung vollständig abgelaufen ist, wird das in der Reaktionsmischung gegebenenfalls vorhandene überschüssige Ozon durch Einleiten von Stickstoff, Sauerstoff oder einem Inertgas, wie Argon, in die Mischung vertrieben. Nach der Abtrennung des gegebenenfalls vorhandenen überschüssigen Ozons wird das Ozonid zu dem 3-Hydroxy-3-cephem-4-carbonsäureester zersetzt, indem man ein Reduktionsmittel zu der Reaktionsmischung zusetzt, wie Natriumbisulfit, Schwefeldioxyd und/oder Trimethylphosphit. Die Zersetzung erfolgt durch Zugabe eines Überschusses des zersetzenden Mittels und Rühren der Reaktionsmischung bis diese bei dem Kaliumjodid-Stärketest eine negative Reaktion zeigt. Ein bevorzugtes Mittel zum Zersetzen des als Zwischenprodukt anfallenden Ozonids ist gasförmiges Schwefeldioxyd.

Die j5-Hydroxy-3-cephemester werden dadurch aus der Reaktionsmischung isoliert, daß man die flüchtigen Lösungsmittel zur Bildung eines die Reaktionsproduktmischung enthaltenen Rückstands verdampft, aus dem man das Reaktionsprodukt durch Umkristallisieren erhält.

Die in dieser Weise hergestellten 7-Acylamido-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäureester werden dann unter Bildung der y-Acylamido-J-halogen-J-cephem^-carbonsäureester halogeniert.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der X ein Chlor- oder Bromatom bedeutet, erhält man durch Umsetzen eines 7-Acylamido-3-hydroxy-3-cephem-esters oder eines j5-Hydroxy-3-cephemesters in Dimethylformamid mit einer reaktives Chlor oder reaktives Brom enthaltenen Verbindung, die mit Dimethylformamid ein Chlor- oder Bromdimethyliminium Chlorid oder -bromid der folgenden allgemeinen Formel bildet

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' N=C.

ch

in der X ein Chlor- oder Bromatom und X" das Chlorid-oder Bromid-ion bedeuten. Das reaktive Halogeniminiumhalogenid der obigen allgemeinen Formel wird in situ gebildet und stellt ein äußerst reaktives chlorierendes oder bromierendes Zwischenprodukt dar. Chlor- und Bromverbindungen, die zu dem obigen Iminiumhalogenid führen, schließen die üblicherweise verwendeten Chlorierungsmittel, wie Phosgen (Carbonylchlorid), Oxalylchlorid und Thionylchlorid sowie die Phosphorchloride, z.B. PhosphortriChlorid und Phosphoroxychlorid (Phosphorylchlorid) ein. Erfindungsgemäß geeignete Bromierungsmittel sind Carbonyldibromid, Oxalylbromid, Thionylbromid (Schwefeloxybromid) und Phosphorbromide, wie Phosphoroxybromid und Phosphortribromid. Phosphorpentachlorid kann zur Herstellung der erfindungsgemäßen 3-Chlor-3-cephemverbindungen verwendet werden, obwohl dieses Reagens gleichzeitig mit der 7-Acylamidoseitenkette des Ausgangsmaterials unter Bildung des Iminochiοrids, des reaktiven Zwischenprodukts der gut bekannten Cephalosporinseitenketten-Abspaltungsreaktion, reagiert. Demzufolge ist es bevorzugt« eines der anderen erwähnten Chlorierungsmittel einzusetzen.

Die Chlorierung oder Bromierung erfolgt durch Zugabe des. halogenierenden Mittels zu einer Lösung des 3-Hydroxy-3-cephemesters in trockenem Dimethylformamid bei .einer Temperatur von etwa 5 bis 15°C, wonach man die Reaktionsmischung zwischen 4 und 8 Std, oder langer bei Raumtemperatur stehen läßt. Die Reaktion ist anfänglich exotherm, so daß das Reaktionsgefäß demzufolge anfänglich in einem Eis/

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Wasser-Bad gekühlt wird, wonach es während der restlichen Reaktionszeit bei etwa 25⁰C gehalten wird. Vor der Verwendung wird das Dimethylformamid vorzugsweise unter Verwendung eines Molekularsiebs getrocknet. Obwohl die Reaktion in Dimethylformamid als Lösungsmittel durchgeführt v/erden kann, kann man auch neben dem Dimethylformamid ein ColÖsungsmittel einsetzen. Zum Beispiel kann man neben Dimethylformamid ein ColÖsungsmittel, wie Tetrahydrofuran, Dioxan, Methylenchlorid, Dimethylacetamid oder Dimethylsulfoxyd verwenden.

Man isoliert die 3-Chlor- oder 3-Brom-3-cephemes-feer aus der Reaktionsmischung durch Eingießen der Mischung in eine Wasser/Äthylacetat-Mischung und Abtrennen der das Produkt enthaltenden organischen Phase. Die organische Phase wird gewaschen, getrocknet und dann eingedampft, wobei man den 3-Halogen-j5-cephemester in Form eines amorphen Rückstands erhält. In vielen Fällen erhält man das Produkt in kristalliner Form durch Verreiben des Rückstands mit Äther oder mit n-Hexan.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der X ein Fluoratom bedeutet, erhält man nach dem im folgenden angegebenen allgemeinen Reaktionsschema aus dem Alkylsulfonate ester oder Arylsulfonatester der 3-Hydroxy-3-cephemester.

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2408693

COORi

Kronenäther M+ F-

COORi

Die Reaktion wird in einem inerten Lösungsmittel, insbesondere bei einem Nitril- oder Nitroalkan, vorzugsweise Acetonitril, Propionitril, Nitromethan oder Nitroäthan, unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen bei einer Temperatur von etwa -20°C bis zu etwa Raumtemperatur und vorzugsweise bei etwa Raumtemperatur, durchgeführt. Das in dem ausgewählten Lösungsmittel vorhandene 3-Sulfonatestercephalosporin wird im Maximum mit einem Äquivalent der Fluoridquelle, bezogen auf den Sulfonatester, und mit -mindestens einer äquivalenten Menge eines Kronenäthers, bezogen auf das vorhandene Fluorid, vermischt. Die Reaktion ist im allgemeinen innerhalb von 30 Min. bis 3 Std. beendet, wobei die Zeit im allgemeinen von der Temperatur der Reaktion abhängt. Typische Kronenäther umfassen 18-Kronen-6-äther, als auch die entsprechenden substituierten 18-Kronen-6-äther, wie Dicyclohexyl-18-kronen-6-äther„ Vorzugsweise verwendet man als Fluoridquelle ein an-

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organisches Fluoridsalz, wobei die bei den obigen Fonneln angegebene Verbindung M⁺F" beispii
fluorid oder Silberfluorid steht.

angegebene Verbindung M⁺F" beispielsweise für Natrium-

Das bei der Reaktion erhaltene Produkt entspricht in seiner Struktur in jeder Hinsicht dem als Ausgangsmaterial verwendeten Sulfonatester, mit dem Unterschied, daß die Gruppe der Formel

-0-SO₂-Z
durch ein Fluoratom ersetzt ist.

Es hat sich gezeigt, daß das anfänglich eingesetzte 3-Sulfonatestercephalosporin ein Δ -Cephalosporin, ein Δ -Cephalosporin oder eine Mischung dieser Verbindungen sein kann. Der aktive Reaktionsteilnehmer ist das Δ -Cephalosporin. Es wurde jedoch ferner gefunden, daß gegebenenfalls vorhandenes Δ -Cephalosporin unter den vorherrschenden Reaktionsbedingungen zu dem Δ -Cephalosporin isomerisiert wird, so daß der reaktive Reaktionsteilnehmer, falls er nicht von Anfang an in der Reaktionsmischung enthalten ist, in situ gebildet wird.

Die Isolierung des sich ergebenden Produkts kann unter Anwendung üblicher Verfahrensweisen erfolgen. Vorzugsweise isoliert man das Produkt durch präparative DUnnschichtchromatographie, wobei man herkömmliche Methoden anwendet.

Die Herstellung der Alkylsulfonat- und Arylsulfonat-Ester der 3-Hydroxy-3-cephemester wird durch das folgende Reaktionsschema weiter erläutert.

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H I R-N-	C
H I R-N-
	I COOR1
Z-SO2-CI
\ .
O Il -0-S-7
\xi^ it I O

COOR1

In den obigen allgemeinen Formeln besitzen die Gruppen R und ILj die oben angegebenen Bedeutungen, während Z für eine niedrigmolekulare Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoff atomen, wie eine -Methyl-, Äthyl-, Propyl-, η-Butyl-, n-Hexyl-Gruppe oder dergleichen oder für eine gegebenenfalls substituierte Phenylgruppe, wie die Methylphenyl-, Nitrophenyl- oder Halogenphenylgruppe, steht. Repräsentative Vertreter von Sulfonylhalogeniden, die zur Herstellung dieser Sulfonatester eingesetzt werden können, sind Methansulfonylchlorid, Toluolsulfony^chlorid, p-Fluor benzolsulfonylchlorid, Äthansulfonylchlorid oder Butansulf onylchlorid.

Die Reaktion wird in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen etwa -5 und 35⁰C, vorzugsweise zwischen etwa 15 und 25⁰C, bewerkstelligt. Bei der Sulfonierungsreaktion werden im allgemeinen aprotische Lösungsmittel verwendet, und zwar solche, die mit dem Sülfonylhalogenid nicht reagieren. Hierfür geeignete Lösungsmittel sind Ätherlösungsmittel, wie Tetrahydrofuran und Dioxan. Ein für die Sulfonierungsreaktion bevorzugtes Lösungsmittel ist Dimethylacetamid. Die Reaktion wird in Gegenwart eines

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Halogenwasserstoffakzeptors durchgeführt, wozu man üblicherweise tertiäre Amine, wie Pyridin und Triäthylamin verwenden kann, obwohl man vorzugsweise als Halogenwasserstoffakzeptor Propylenoxyd einsetzt. Man kann Jedoch auch andere Alkylenoxyde einsetzen, obwohl Propylenoxyd das bevorzugteste Mittel dieser Art darstellt. Die tertiären Amine sind als Halogenwasserstoffakzeptoren weniger erwünscht als die Alkylenoxyde, da die Doppelbindung in der Δ -Stellung des Cephemrings in Gegenwart dieser Amine in die Δ -Stellung isomerisiert werden kann. Für den Fall,

daß sich während der Sulfonatesterbildung das Δ -Isomere bilden sollte, kann die Doppelbindung jedoch wie folgt wieder zur Bildung des Δ -Isomeren zurückisomerisiert werden. Zunächst oxydiert man das Δ -Isomere des SuIfonatesters in einer Persäure, wie m-Chlorperbenzoesäure oder Peressigsäure zu dem Sulfoxyd. Während der Sulfoxydbildung wandert die Doppelbindung von der Δ -Stellung zu der Δ -Stellung, wonach man das Sulfoxyd unter Anwendung üblicher Verfahrensweisen, z.B. mit Phosphortrichlorid, zu dem 3-Cephemsulfonatester reduziert.

Ein zur Umwandlung der 3-Hydroxy-3-cephem-4-carbonsäureester in die entsprechenden 3-Fluor-3-cephemverbindungen bevorzugter Sulfonatester ist der Methylsulfonatester (Mesylat). Ein weiterer bevorzugter Ester ist der mit p-Toluolsulfonylchlorid gebildete (Tosylatester). Eine für das obige Verfahren bevorzugte, die C/-Carbonsäure schützende Estergruppe ist die p-Nitrobenzylester-Gruppe.

Alternativ erfolgt die Fluorierung des 3-Hydroxy-3-cephemesters durch Umsetzen eines T-Acylamido^-hydroxy^-cephemesters in einem inerten Lösungsmittel mit einem fluorierten tertiären Amin, wie N-(2-Ghlor-1,1,2-trifluoräthyl)-diäthylamin. Das fluorierte tertiäre Amin erhält man durch Um-

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setzen von Diäthylamin mit Chlortrifluoräthylen (vergl. J. Org. Chem. 29, 2187 (1964); Tetrahedron Lett. 23, 1065 (1962) und Tetrahedron Lett. 26, 1249 (1962)). Man verwendet eine äquivalente Menge des fluorierten tertiären Amins in einem inerten Lösungsmittel, z.B. Methylenchlorid, Chloroform, Tetrahydrofuran oder irgendeinem anderen, nicht reaktiven Lösungsmittel, in dem das Ausgangsmaterial und das fluorierende Mittel im wesentlichen löslich sind. Die den 3-Hydroxyester und das,fluorierende Mittel enthaltende Reaktionsmischung wird in dem inerten Lösungsmittel v/ährend etwa 1 Std. auf eine Temperatur zwischen etwa 30 und etwa 60°C erhitzt. Den Fluorcephemester isoliert man durch die im folgenden angegebenen Gewinnungsmethoden, die analog zu den Methoden sind, die oben bezüglich der 3-Chlor- und 3-Bromverbindungen beschrieben wurden.

Nach der oben beschriebenen Herstellung der 7-Acylamido-3-halogen-3-cephem-4-carbonsäureester erhält man die entsprechenden 7-Acylamido-3-halogen-3-cephem-4-carbonsäureester durch eine übliche N-Deacylierung der 7^Acylamidoseitenkette. Zum Beispiel setzt man den 7-Acylamido-3-halogencephalosporinester mit Phosphorpentachlorid in Methylenchlorid und in Gegenwart von Pyridin zu dem entsprechenden als Zwischenprodukt anfallenden Iminochlorid um. Das Iminochlorid wird dann mit einem Alkohol, wie Methanol oder Isobutanol, zu dem entsprechenden Iminoäther umgesetzt. Der Iminoäther wird dann hydrolysiert, wobei man den 7-Amino-3-halogen-3-cephem-4-carbonsäureester in Form des Hydrochloridsalzes erhält.

Wie bereits erwähnt, kann man das 7-Amino-3-halogen-Ausgangsmaterial entweder in Form der freien Säure oder in Form der Ester acylieren. Die Acylierung der 7-Amino-3-halogenverbindungen erfolgt in der oben beschriebenen Weise.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zur Herstellung der Ausgangsmaterialien und der erfindungsgemäßen Verbindungen v/ird 7-Phenoxyacetamidocephalosporansäure mit Thioharnstoff durch Verdrängen der Acetoxygruppe in der 3-Steilung des Cephalosporansäuredihydrothiazinrings zu dem Isothiouroniumsalz umgesetzt. Aus dem Isothiouroniumsalz wird dann mit Zink und überschüssiger 90 Soiger Ameisensäure in Gegenwart von Dimethylformamid bei einer Temperatur von etwa 25°C die 7-Phenoxyacetamido-3-exomethylencephaπl·-4-carbonsäure gebildet. Die 3-Exomethylencephamcarbonsäure v/ird dann in Gegenwart eines Halogenwasserstoffakzeptors mit p-Nitrobenzylbromid verestert, wobei man den 3-Exomethylencepham-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester erhält. Der 3-Sxomcthylencephamester wird dann in Methylenchlorid bei einer Temperatur von etwa -70⁰C ozonisiert, wonach man die Ozonisierungsmischung mit Schwefeldioxyd behandelt, um das als Zwischenprodukt anfallende Ozonid zu dem 7-Phenoxyacetamido-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester zu zersetzen. Der 3-Hydroxyester wird dann in trockenem Dimethylformamid mit Phosphortrichlorid zu dem 7-Phenoxyacetamido^-chlor-^-cephem-^carbonsäure-p-nitrobenzylester umgesetzt. Anschließend läßt man den 3-Chlorester in Methylenchlorid und in Gegenwart von Pyridin mit Phosphorpentachlorid reagieren, wodurch sich in situ als Zwischenprodukt das Iminochlorid bildet, das dann mit Methanol zu dem entsprechenden Iminoätherzwischenprodukt überführt v/ird. Durch Zugabe von Wasser zu der Reaktionsmischung wird der Iminoäther zu dem 7-Amino-3-chlor-3-ceρhem-4-carbonsäurep-nitrobenzylester zersetzt. Der 7-Amino-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäureester kann dann - wie oben bereits beschrieben mit D-Phenylglycylchlorid-hydrochlorid oder mit einem an der Aminogruppe geschützten D-Phenylglycinderivat zu dem 7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester oder einem N-geschützten Derivat davon acyliert

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v/erden· Nach der Abspaltung der die a-Aminogruppe schützenden Gruppe und der C^-Carbonsäureestergruppe erhält man die 7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure. Es versteht sich, daß bei der genannten Herstellung der Ausgangsmaterialien eine große Vielzahl bekannter 7-Acylamidocephalosporansäuren zur Herstellung der hierin beschriebenen 7-Amino-3-halogen-3-cephem-4-carbonsäuren verwendet werden kann.

Eine bevorzugte Gruppe von erfindungsgemäßen Verbindungen sind diejenigen der allgemeinen Formel I, in der X ein Fluor- oder ein Chloratom, ILi ein Wasserstoffatom und R eine Phenylgruppe bedeuten, sowie die pharmazeutisch verträglichen, nicht-toxischen Salze dieser Verbindungen. Beispiele für derartige bevorzugte Verbindungen sind die 7-(D-o.-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure und die 7-(D-«-Phenylcylcylamido)-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure.

Eine weitere bevorzugte Gruppe der erfindungsgemäßen Verbindungen umfaßt die Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der R eine Hydroxyphenylgruppe, die Gruppe R^ ein V/assers to ff atom und die Gruppe X ein Fluor- oder ein Chloratom bedeuten, sowie die pharmazeutisch verträglichen, nichttoxischen Salze dieser Substanzen. Beispiele für bevorzugte Verbindungen dieser Gruppe sind:

7- (D-a-4-Hydroxyphenylglycylamido) ^-chlor^-cephem^ bonsäure,

7-(D-a-4-Hydroxyphenylglycylamido)-3-fluor-5-cephem-4-carbonsäure und

7-(D-a-3-Hydroxyphenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure₀

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Eine besonders bevorzugte antibiotisch wirkende erfindungsgemäße Verbindung ist die 7-(D-Phenylclycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-:carbonsäure.

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

B e i s ρ 1 e 1

T-Amino^-methylencepham-^carbonsäure-p-nitrobenzylesterhydrochlorid.

Zu einer Lösung von 965 mg (2 mMol) 7-Phenoxyacetamido-3-methylencepham-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester in 10 ml Methylenchlorid gibt man 175 mg trockenes Pyridln und 460 mg Phosphorpentachlorid und rührt die Mischung während 6 Std. bei Raumtemperatur. Dann setzt man 1 ml Isobutanol zu der Reaktionsmischung und lagert diese über Nacht bei 0⁰C. Das als kristalliner Niederschlag anfallende Reaktionsprodukt, 7-Amino-3-niethylencepham-4-carbonsäure-pnitrobenzylester-hydrochlorid, wird abfiltriert (430 mg) (Ausbeute 58 %).

Elementaranalyse C₁₁-H., ,-N,O₁-SCl:

15 Io 3 5

CHN

ber.: 46,69 4,i8 10,89 %

gef.: 46,40 4,20 10,62 %

IR-Spektrum (Nujol):

Carbonylabsorption bei 5,65 (ß-Lactam) und 5,75,u (Ester).

NI'IR-Spektrum ( Dime thy I sulf oxy d dg):
Signale bei Z - 6,34 (2d, 2H, C₃-H₂),

4,98 (d, IH, C₆-H),

4,7 - 4,4 (m, 6h, C₂₁-H, Ester-CH_O, C₁₁-CH₀ und C₇-H) und ^{H d H d}

2,4 - 1,6 (m, 4h, aromatisches H). 409836/1067

Beispiel

7-Araino-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester hydrochlorid.

Man kühlt eine Lösung von 4 g ycarbonsäure-p-nitrobenzylester-hydrochlorid in 620 ml Methanol mit einem Trockeneis/Aceton-Bad und leitet "während etwa 20 Min. Ozon durch die kalte Lösung. Die Reaktionsmischung wird durch Einleiten von Stickstoff von dem restlichen Ozon befreit, wonach man 10 g Natriumbisulfit zusetzt.

Man rührt die Reaktionsmischung während 1 Std. bei Eisbadtemperatur, wonach die Mischung einen negativen Kaliumjodid-Stärketest ergibt.

Die Mischung wird im Vakuum eingedampft, wobei man das Reaktionsprodukt in Form eines amorphen gelben Rückstandes erhält. Der Rückstand wird aus Aceton umkristallisiert und man erhält 3,4 g y-Amino^-hydroxy^-cephem^-carbonsäure-p-nitrobenzylester-hydrochlorid in Form eines kristallinen Aceton-Solvats.

IR-Spektrum (Nujol):

Carbonylabsorptionsbanden bei 5*60 (ß-Lactam) und 6,O4.u (Estercarbonylgruppe über Wasserstoffbrückenbindung mit der 3-Hydroxygruppe verbunden).

NMR-Spektrum (Dimethylsulfoxyd dg): Signale bei t = 7,92 (s, 3H, 1/2 Mol Aceton),

6,22 (2d, 2H, C₂-H₃),

5.07 (d, IH, C₆H),

4.8 - 4,5 (m, 3H, Ester-CH₂ und C₇H), 2,4 - 1,6 (m, 4H, aromatisches H).

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- 32 - ' 2A08698

B e i s ρ i e 1 5

7-Phenoxyacetamido-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-pmethoxybenzylester.

Man kühlt eine Lösung von 2,5 g 7-Phenoxyacetamido-3-methylencepham-4-carbonsäure-p-methoxybenzylester "in 350 ml Äthylacetat mit einem Trockeneis/Aceton-Bad. Dann leitet man während 8 Min. Ozon durch die kalte Lösung und vertreibt das überschüssige Ozon durch Einleiten von Sauerstoff in die ozonisierte Reaktionsmischung. Das als Zwischenprodukt anfallende Ozonid wird durch Versetzen der Reaktionsmischung mit 25 g Natriumbisulfit unter Rühren bei einer Temperatur von etwa O⁰C zersetzt. Die Reaktionslösung wird dekantiert und nacheinander mit Wasser, mit 5 %iger Chlorwasserstoffsäure und einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen. Die gewaschene Mischung wird getrocknet und eingedampft, wobei man das Reaktionsprodukt, 7-Phenoxyacetamido-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-p-methoxybenzylester in Form eines amorphen Feststoffs erhält.

NMR-Spektrum (CDCl,):

Signale bei Z = 6,73 (s, 2H, C₂H₃),

6,23 (s, 3H, p-Methoxy),

5,53 (s, 2H, Seitenketten-CH₂),

5,03 (d, IH₃ C₆H),

4,87 (s, 2H, Ester-CH₂),

4,47 (q, IH, C₇H),

3,40 - 2,50 (m, 9H, aromatisches H),

2,33 (d, IH, Amid-NH) und ^; 1,53 (breit s, IH, 3 OH).

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B e i s ρ i e 1

7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-p~nitrobenzylester.

Zu einer Lösung von 1,55 g y-Amino-J-hydroxy-^-cephem-^ * carbonsäure-p-nitrobenzylester-hydrochlorid in 30 ml Aceton, das 364 mg (0,5 ml, 3,6 mMol) Triäthylamin enthält, gibt man 962 mg Harnstoff. Unter Rühren setzt man bei Raumtemperatur tropfenweise eine Lösung von 730 mg (4,4 mMol) 2-Thiophenacetylchlorid in 20 ml Aceton zu der Mischung zu. Nach Ablauf von 2,5 Std. filtriert man die Reaktionsmischung ab und dampft das FiItrat ein. Der Rückstand wird in Äthylacetat aufgenommen und nacheinander mit Wasser, einer 5 /eigen Natriumbicarbonatlösung, 5 $4iger Chlorwasserstoffsäure und einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen. Die gewaschene Lösung wird getrocknet und dann im Vakuum eingedampft, worauf man 1,2 g des Reaktionsproduktes in Form eines kristallinen Rückstands erhält. Das Produkt wird aus Äthylacetat umkristallisiert, wobei man reinen 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester mit den folgenden Spektraleigenschaften erhält:

IR-Spektrum (Nujol):

Absorptionspeaks bei 3,0 (Amid-NH), 5,68 (ß-Lactamcarbonyl) und 6,1^u"(Amid und Ester über Wasserstoffbrückenbindungen mit der 3-OH-Gruppe verbunden).

NMR-Spektrum (CDC1,/Dimethylsulfoxyd dg): Signale bei Z = 6,54 (2d, 2H, C₂H₃),

6,16 (s, 2H, Seitenketten-CH₂),

4,90 (d, IH, C₆H),

4,60 (d, 2H Ester-CH₂),

4,43 (q, IH, C₇H),

3,1 - 1,6 (m, 7H, aromatisches H) und

1,3.0 (d, IH, Amid-NH).

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Beispiel 5

y-Acetamido^-hydroxy^-cephem^-carbonsäure-p-nitrobenzylester.

Man kühlt eine Lösung von 10 mMol 7-Amino-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester-hydrochlorid in einer Mischung aus 325 ml Aceton und 125 ml Wasser in einem Eis/Wasser-Bad, unter Rühren leitet man während 30 Min. Ketengas durch die Lösung. Dann dampft man die Reaktionsmischung zur Entfernung des Acetons ein und schlämmt den wäßrigen Rückstand mit Äthylacetat auf. Die Äthylacetatschicht wird abgetrennt und mit 5 %±ger Chlorwasserstoffsäure und mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen. Der gewaschene Extrakt wird getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei man das Reaktionsprodukt in Form eines kristallinen Rückstands erhält. Der Rückstand wird mit Diäthyläther verrieben und im Vakuum getrocknet, wobei man 3,55 g y-Acetamido^-hydroxy^-cephem^-carbonsäure-p-nitrobenzylester erhält, F = 146 bis 152⁰C (Zersetzung).

Elementar analyse C /R ,-N^O₇S:

	C	,85	3	H	N	68	%
ber.:	48	,97	3	,84	10,	42	%
gef.:	48		,96	10,

IR-Spektrum (CHCl^):

Absorptionsbanden bei 2,9 und 3,0 (Amid-NH und OH), 5,63 (ß-Lactamcarbonyl) und 5,95/U (breit, Amid und Ester über Wasserstoffbrückenbindungen mit der 3-OH-Gruppe verbunden).

NMR-Spektrum (CDCL,):

Signale bei X- 7,90 (s, 3H, 7-Acetamido-CH,),

6,55 (s, 2H, C₂H₂), 4,92 (d, IH, CgH),

4,63 (m, 2H, Ester-CH₂), 4,30 (q, IH, C₇H),

2,81 (d, IH, Amid-NH),

2,5 - 1,8 (m, 4h, aromatisches H) und

2,8 (s, IH, C₃ OH).

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Elektroiaetrische Titration (66 % wäßriges Dimethylformamid) pKa =5,9.

Beispiel 6

7- [2- (2-Thienyl) -acetamido ]-j5-chlor-3-cephem-4-car bonsäurediphenylmethylester.

a) Zu einer Lösung von 34 g (100 mMol) 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-methylencepham-4-carl)onsäure in 500 ml Methylenchlorid gibt man 21,4 g (110 mMol) Diphenyldiazomethan und rührt die erhaltene Mischung während 2 Std. bei Raumtemperatur. Dann verdampft man das Lösungsmittel unter vermindertem Druck und löst den Rückstand in Äthylacetäte Die Äthylacetatlösung wird mit einer 5 %±gen Natriumbicarbonatlösung und dann mit Wasser gewaschen und anschließend über Magnesiumsulfat getrocknet. Die getrocknete Lösung wird auf ein geringes Volumen eingedampft. Beim Stehen fallen 40 g 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-methylencepham-4-carbonsäure-diphenylmethylester in Form eines kristallinen Feststoffs aus, der bei etwa 132 bis 133⁰C schmilzt.

IR-Spektrum (Chloroform):

Absorptionspeaks bei 2,9 (Amid N-H), 5,65, 5,75 und 5,93.u (ß-Lactam-, Ester- bzw. Amidcarbonylgruppen) und 6,62.u (Amid-II). '

NMR-Spektrum (CDCl,):

Signale bei t = 6,72 (ABq, 2H, C₂-H₂),

6,21 (s, 2H, a-CH₂),

4,83 - 4,65 (m, 4h, C₄-H, C₆-H und C₃-CH₂),

4,39 (q, IH, C₇-H),

3,4 - 2,65 (m, 15H, C₇-NH, Ester-CH und aromatisches H). ' '

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b) Zu einer Lösung von 8,1 g (16 mMol) des obigen Esters in 80 ml Methylenchlorid gibt man 1,57 g (1,6 ml, ■19,6 mMol) trockenes Pyridin und 3,8 g (18,1 mMol) Phosphorpentachlorid, Man rührt die Reaktionsmischung während 2 Std. bei Raumtemperatur und kühlt sie anschließend in einem Eis/Wasserbad. Dann behandelt man die kalte Mischung unter Rühren mit 8 ml Isobutanol. Man rührt dann anschließend während weiterer 2 Std. wobei sich 3 g eines kristallinen Niederschlags von y-Amino^-methylencepham-^carbonsäure-diphenylmethylester-hydrochlorid bilden. Das Produkt wird abfiltriert, • mit Methylenchlorid gewaschen und im Vakuum getrocknet.

Elementaranalyse C₂₁H₂ N₂O,SCl:

C H N Cl

ber„: 60,50 5,08 6,72 8,50 % gef.: 60,70 5,02 6,71 8,80 %

NMR-Spektrum (Dimethylsulfoxyd dg): Signale bei X = 6,45 (ABq, 2H, C₂-H₃),

5,00 (d, IH, C₆-H), 4,68 (d, IH, C₇-H),

4.60 (s, 2H, 3-CH₂), 4,44 (s, IH, C₂₁-H),

3,10 (s, IH, Ester-CH) und

2.61 (s, 1OH, aromatische H).

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c) Man löst 2,1 g (5 mMol) des 7-Amino-3-exomethylencephamester-hydrochlorids in 200 ml Methanol und kühlt die Lösung in einem Trockeneis/Aceton-Bad. Dann leitet man während 7 Min. Ozon in die kalte Lösung ein, um das Ozonid-Zwischenprodukt zu "bilden. Das Ozonid wird durch 2-minütiges Einleiten eines Schwefeldioxydgasstroms in die Reaktionsmischung zersetzt. Dann wird die Reaktionsmischung eingedampft und der Rückstand mit Diäthyläther verrieben, wobei man 1,6 g 7-Amino-3-hydroxy^-cephem-^carbonsäure-diphenylinethylesterhydrochlorid in' Form eines kri-stallinen Feststoffs erhält:

NMR-Spektrum (CDCl^)
Signale bei ¹L = 6,M (ABq, 2H, C₂-H₂),

5,0 - 4,5 (m, 2H, C₆-H und C₇-H),

3,2 - 2,M (m, HH, Ester-CH und aromatische H).

IR-Spektrum (Chloroform):

Carbonylabsorptionspeaks bei 5,57 und 5>7O.u (ß-Lactam- bzw. Estercarbonylgruppen).

UV-Spektrum (pH 7 Puffer):

_{> β 2?5 m/Uj} £₌

Elektrometrische Titration (60 ?6iges wäßriges Di methylformamid: Titrierbare Gruppe bei pKa =4,5 und 6,5.

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d) Zu einer Lösung von 840 mg 7-Amino-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-diphenylmethylester in 10 ml Wasser und 10 ml Aceton gibt man 1 g Natriumbisulfit. Dann rührt man die Mischung und setzt tropfenweise 800 mg Thiophen-2-acetylchlorid in 10 ml Aceton zu. Die Mischung wird 4 1/2 Std. bei Raumtemperatur gerührt und dann unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand wird in einer Mischung aus Äthylacetat und einer 5 galgen wäßrigen Natriumbicarbonatlösung gelöst. Die Äthylacetatschicht wird abgetrennt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die getrocknete Lösung wird eingedampft, wonach der Rückstand mit Äther verrieben wird, so daß man 500 mg 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-diphenylmethylester erhält.

NMR-Spektrum (CDCl,):

Signale bei Z= 6,79 (s, 2H, C₃-H₂),

6,16 (s, 2H, Ct-CH₂), 5,0 (d, IH, C₆-H), 4,32 (q, IH, C₇-H),

3,05-2,46 (m, 15H, C₇-NH, Ester-CH und aromatische H).

IR-Spektrum (Chloroform)ϊ

Absorptionspeaks bei 2,9 (Amid-NH), 5,6, 5,73 und 5,95 (ß-Lactam-, Ester- bzw. Amidcarbonylgruppen) und 6,65/U (Amid-II).

e) Zu einer Lösung von 4,2 g 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-diphenylmethylester in 44 ml trockenem Dimethylformamid gibt man 865 mg Phosphortrichlorid. Man rührt die Mischung während 1,5 Std. bei Raumtemperatur und gießt sie dann in eine Mischung aus Äthylacetat und 5 %iger wäßriger Chlorwas-

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serstoffsäure. Die Äthylacetatschicht wird eingedampft, mit 5 %iger Chlorwasserstoffsäure und mit Wasser gewaschen und dann getrocknet. Die getrocknete Lösung wird im Vakuum eingeengt, wonach das Produkt auskristallisiert. Der 3-Chlorester wird abfiltriert, mit kaltem Äthylacetat gewaschen und getrocknet, wobei man 2,2 g des Produktes erhält.

Elementaranalyse ^C26^H21^N2'°4^S2^C1:

C H N Cl

ber.: 59,48 4,03 5,34 '6,75 % gef.: 59,77 4,25 5,40 * 6,91 %

NMR-Spektrum (CDCl,):

Signale bei 't = 6,49 (ABq, 2H, C₃-H₂),

6,22 (s, 2H, Of-CH₂),

5,08 (d, IH, C₆-H),

4,19 (q,"lH, C₇-H),

3,13-2,5 (m, 15H, C₇-NH, Ester-CH und aromatische H).

IR-Spektrum (CHCl,):

Absorptionspeaks bei 2,9 (Amid-NH), 5,55, 5,72 und 5,90 (ß-Lactam-, Ester- und Amidcarbonylgruppen) und 6,6O.u (Amid-II).

UV-Spektrum (Dioxan): λ _max = 275 m_/U, £=.8700.

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Beispiel 7

7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäurep-nitrobenzylester (über Thionylchlorid).

Zu einer Lösung von 1,9 g (4 mMol) 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester in 10 ml(über einem Molekularsieb getrocknetem) Dimethylformamid gibt man 950 mg (0,58 ml, 8 mMol) frisch destilliertes Thionylchlorid. Man rührt die Mischung während 6,5 Std. bei Raumtemperatur und gießt sie dann in 100 ml Äthylacetat. Die Mischung wird dreimal mit jeweils 30 ml 5 ?6iger Chlorwasserstoffsäure und mit einer gesättigten Natriumchloridlösung extrahiert. Die gewaschene Äthylacetatlösung wird abfiltriert und im Vakuum zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird mit Äther verrieben, wobei man 1,2 g 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester in Form eines braunen kristallinen Feststoffs erhält, der bei 164 bis 166°C schmilzt.

Elementaranalyse C__OH„_rN,O^S„Cl:

20 Ib J ο 2

C H N Cl

ber.: 48,63 3,27 8,51 7,18 % gef.: 48,47 3,29 8,78 6,96 %

IR-Spektrum (Chloroform):

Absorptionsbanden bei 2,9 (Amid-NH), 5,59 (ß-Lactamcarbonyl), 5,75 (Estercarbonyl) und 5,92 ,u (Amidcarbonyl).

UV-Absorptions-Spektrum (Acetonitril):

Maxima bei λ max = 235 m.u, 6= 12 100 und λ max = 268 nyi, £=15 800.

Massenspektrum-Molekularion bei 493 m/e.

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NMR-Spektrum ₅

Signale bei t = 6,39 (ABq, 2H, C₂-H₃),

6,17 (s, 2H, <*-CH₂),

4,99 (d, IH, C₆-H),

4,64 (s, 2H, Ester-CH₂),

4,19 (q, IH, C₇-H),

3,45 (d, IH, C₇-NH), 3,1 - 1,67 (m, 7H, aromatische H).

B eispiel 8

7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester (über Phosphortrichlorid).

Zu einer gekühlten Lösung von 439 mg (0,93 mMöl) 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäurep-nitrobenzylester in 4,4 ml Dimethylformamid gibt man langsam 85 mg (0,05 ml, 0,63 mMol) Phosphortrichlorid. Man läßt die Mischung während 4 Std. bei Raumtemperatur stehen, wonach man die Produktmischung unter Anwendung der in Beispiel 6 beschriebenen Verfahrensmaßnahmen aufarbeitet. Man erhält 374 mg 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester. Das NMR-Spektrum des Produktes steht im Einklang mit dem erwarteten Produkt und mit dem der Verbindung von Beispiel 7.

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2408693

Beispiel 9
7-Phenoxyacetamido-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäiire.

Durch Anwendung des in Beispiel 6 beschriebenen Chlorierungsverfahrens bereitet man mit Phosphortrichlorid 7-Phenoxyacetamido^-chlor^-cephem^-carbonsäure-p-nitrobenzylester. Durch Hydrogenolyse mit Wasserstoff und einem Palladiumkatalysator (5 % Palladium auf Aktivkohle) spaltet man die p-Nitrobenzylestergruppe ab und erhält die antibiotisch wirkende 3-Chlorcephalosporansäureverbindung.

Beispiel 10

7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäurep-nitrobenzylester (über Oxalylchlorid).

Zu einer Lösung von 439 mg (0,93 mMol) 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester in 4,4 ml Dimethylformamid, die in einem Eisbad gekühlt wird, gibt man tropfenweise 118 mg (0,07 ml, 0,93 mMol) Oxalylchlorid. Man läßt die Reaktionsmischung 4 Std. bei Raumtemperatur stehen und gießt sie dann in eine Mischung aus 5 ^iger wäßriger Chlorwasserstoffsäure und Äthylacetat. Man trennt die organische Schicht ab und wäscht sie nacheinander mit 5 %iger Chlorwasserstoffsäure, Wasser und einer gesättigten Natriumchloridlösung. Man trocknet die gewaschene Schicht und dampft sie zur Trockene ein, wobei man das Reaktionsprodukt, 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester in Form eines amorphen Feststoffs erhält. Durch Verreiben des amorphen Rückstandes mit Äther kann man das Produkt in kristalliner Form erhalten. Ausbeute 360 mg. Das Infrarot Spektrum und das NI-IR-S ρ ekt rum des kristallinen Produktes stehen im Einklang mit den Spektren des authentischen Materials.

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Beispiel 11

7- [2- ^-ThienylJ-acetamido^-brom^-cephem^-carbonsäure.

Zu einer Lösung von 19 g (40 mMol) 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido ]-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester in 300 ml trockenem Dimethylformamid gibt man 15 g (56 mMol) Phosphortribromid und rührt die Reaktionsmischung über Nacht bei Raumtemperatur. Dann gießt man die Reaktionsmischung in eine Mischung aus Äthylacetat und Wasser, trennt die organische Phase ab und wäscht sie wiederholt mit Wasser und trocknet sie über Magnesiumsulfat.. Die getrocknete organische Phase wird im Vakuum zur Trockene eingedampft. Der rohe Rückstand (Gewicht etwa 9 g) wird chromatographisch über 500 g Kieselgel unter Verwendung einer Äthylacetat/Hexan-Mischung (55/45 Vol./Vol.) als Elutionsmittel gereinigt. Das Eluat wird unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft, wonach man durch Verreiben des trockenen Rückstandes mit Diäthyläther das Produkt, 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-brom-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester, in kristalliner Form erhält.

UV-Spektrum (Äthanol): λ max = 270 nyz (t = 13 300) und

Xmax = 243 m.u (£ = 12 700)

Elementaranalyse ^C20^Hl6^BrN3°6^S2^:

C H N Br

ber.: 44,61 3,00 7,81 14,84 % gef. : 44,78 3,03 7,65 14,91 %

NMR-Spektrum (Dimethylsulfoxyd dg): Signale bei?= 6,21 (s, 2H, Ct-CH₂),

5,98 (ABq, 2H, C₂-H₂),

4,72 (d, IH, C₆-H),

4SI (s, 2H, Ester-CH₂),

420 (q, IH, C₇-H),

3,04-1,74 (m, 7H; aromatische H) und 0,66 (d, IH, C₇-CH).

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Den obigen 3-Bromester entestert man wie folgt. Man hydriert 545 mg (1,0 mMol) des Esters bei Raumtemperatur in Gegenwart eines vorreduzierten Palladiumkatalysators (5 % Palladium auf Aktivkohle). Man filtriert den Katalysator ab und dampft das FiItrat unter vermindertem Druck zur Trockene ein. Der Rückstand wird mit Diäthyläther verrieben, wobei man 180 mg (44 %) kristalline 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-brom-3-cephem-4-carbonsäure erhält.

Elektrometrische Titration (66 % wäßriges Dimethylformamid) pKa = 4,4, offenbares Molekulargewicht = 393 berechnetes Molekulargewicht = 403.

Elementar analyse C₁₃H₁₁BrN₃Oj₁S₃ .* 1/2 Diäthylätherat:

C H N Br

ber. : 110,91 3,66 6,36 18,15 % gef.: 41,29 3,20 6,29 18,50 %

NMR-Spektrum (CDCl,):

Signale bei X = 8,8 (t, Diäthyläther-CH,),

6,68 - 5,86 (m, C_p-H , a-CH_p und Diäthyläther-CH₂), ^d

4,90 (d, IH, C₆-H),

3,0 - 2,63 (m, 3H, aromatische H) und

1,9 (d, IH, Amid-NH).

Beispiel 12

7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure,

Zu einer Lösung von 325 mg (0,7 mMol) 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-hydroxy-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester in 10 ml Methylenchlorid gibt man langsam eine äquivalente Menge N-(2-Chlor-1,1,2-trifluoräthyl)-diäthylamin.

40983 B/1 0 67

Man erhitzt die Reaktionsmischung während 30 Min. zum schwachen Sieden am Rückfluß und dampft sie dann im Vakuum zur Trockene ein. Der Rückstand wird in einer Äthylacetat/ Wasser-Mischung gelöst,-wonach die organische Schicht abgetrennt wird. Die organische Schicht wird mit 5 %±ger Chlorwasserstoff säure, Vasser und Salzlösung gewaschen und dann getrocknet. Die getrocknete Lösung des Reaktionsproduktes wird dann zu einem geringen Volumen eingeengt, wonach man den 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester durch Zugabe von η-Hexan erhält.

Durch katalytische Hydrogenolyse kann man die Estergruppe abspalten, wobei man die antibiotisch wirkende 3-Fluorcephalosporinverbindung in Form der freien Säure erhält.-

Beispiel 13

a) 7- [2-(2-Thienyl)-acetamido ]-3-methylsulfonyloxy-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester.

Zu einer Lösung von 4,75 g (10 mMol) 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-hydroxy-3-cephem~4-carbonsäure-p-nitrobenzylester in 50 ml trockenem Dirnethylacetamid gibt man 2 ml Propylenoxyd. Man versetzt, die Lösung unter Rühren mit einem Äquivalent Methansulfonylchlorid und rührt während weiterer 3 Std. Dann nimmt man die Reaktionsmischung mit Äthylacetat auf und wäscht die Lösung mit einer gesättigten Natriumchloridlösung. Die gewaschene organische" Phase wird im Vakuum zur Trockene eingedampft, wobei man die Reaktionsproduktmischung als Rückstand erhält. Das Reaktionsprodukt wird durch präparative Dünnschichtchromatographie über Kieselgel unter Verwendung einer 65 %igen Lösung von Äthylacetat in Hexan als Elutior mittel gereinigt.

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Das gereinigte Produkt ergibt bei der Mikroanalyse die folgenden Analysenwerte:

Analyse ^21**19^3^9^3^:

C H N- S

ber.:	45	,56	3	,46	7	,59	17	,38 %
gef.:	45	,74	3	,56	7	,30	17	,06 %

Das NMR-Spektrum und das IR-Spektrum stehen im Einklang mit der Struktur des gebildeten Produkts.

b) 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester.

Zu 93 mg Dicyclohexyl-18-Kronen-6-äther in 15 ml Acetonitril, die über Molekularsiebe getrocknet wurden, gibt man 25 mg im Vakuum bei 90⁰C getrocknetes Kaliumfluorid. Man rührt die Mischung während 10 Min. und gibt dann 138 mg 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-methylsulfonyloxy-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester in 4 ml Acetonitril zu. Man rührt die Mischung während 1 Std. Dann wird die Mischung durch Zugabe verdünnter (5 ^iger) Chlorwasserstoffsäure angesäuert und mit Äthylacetat extrahiert. Das reine Produkt erhält man aus dem' Äthylacetatextrakt durch präparative Dünnschichtchromatographie über Kieselgel, wobei man eine Äthylacetat/Benzol-Mischung (1/1) als Elutionsmittel verwendet. Man erhält 10 mg 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester.

IR-Spektrum: Absorptionspeaks bei 1792, 1740 und I685 cm

NMR-Spektrum (CDCl,):

Signale bei t - 6,15 (s, 2H, a-CHg),

4,97 (d, IH, J = 4H₂Zc₆-H),

4,20 (q, IH, C₇-H),

3,52 (d, IH, C₇-NH) und

2,32 - 1,7 (m, 2H, C₂-H₂)

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Fluor - NMR-Spektrum: (d, J = 10 Hz),

Molekulargewicht: ber.: 477,0465

gef.: 477,0455

Fragment

COOPNB
PNB = P^Nitrobenzyl

ber.: 297,0345
gef.: 297,0344

Beispiel 14

7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure.

Zu 110 ml Methanol und 83 mg vorreduziertem Palladiumkatalysator (5/0 Palladium auf Aktivkohle) gibt man 83 mg 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester. Man hydriert die Mischung während 1 Std. bei einem Druck von 3,73 atü (53 psig). Die erhaltene Mischung wird abfiltriert, der abfiltrierte Katalysator wird mit Methanol gewaschen und die Methanolwaschflüssigkeiten werden zu dem FiItrat zugesetzt. Dann wird das Filtrat im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird in Äthylacetat gelöst, wonach man die Äthylacetatlösung mit einer wäßrigen Natriucibicarbonatlösung extrahiert. Die Natriumbicarbonatlösung wird mit Äthylacetat gewaschen und dann mit Äthylacetat und einer verdünnten wäßrigen Chlorwas-

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serstoffsäure versetzt. Die Äthylacetatschicht wird abgetrennt und eingedampft, wobei man 7-[2-(2-Thienyl)· acetamido]-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure erhält, die - wie das Bioautogramm zeigt - biologisch aktiv ist.

Beispiel Ij?

y-Amino^-chlor^-cephem^-carbonsäure-p-nitrobenzylester-hydrochlorid.

Zu einer Lösung von 500 mg 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido J-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-iaitrobenzylester in 6 ml Methylenchlorid gibt man 95 mg trockenes Pyridin und 237 mg Phosphorpentachlorid. Man rnihrt die Reaktionsmischung während 1,5 Std. bei Rauntemperatur und kühlt sie dann in einem Eis/Wasser-Bad auf etwa 5⁰C ab, worauf man 0,6 ml Isobutylalkohol zusetzt. Durch weiteres Abkühlen und Rühren kristallisiert das Reaktionsprodukt, 7-Amino-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester-hydrochlorid, aus der Reaktionsmischung aus. Das Produkt wird abfiltriert, mit kaltem Methylenchlorid gewaschen und getrocknet, wobei man 200 mg des kristallinen Produkts erhält, das bei etwa 168⁰C unter Zersetzung schmilzt.

Elementaranalyse C₁₂₁H₁₃ClN₅O S* HCl:

C H N Cl

ber.: 41,39 3,20 10,3*» 17,45 % gef.: 41,14 3,31 10,44 17,29 %

IR-Spektrum (Nujol):

Absorptionsbanden bei 5,55 (ß-Lactamcarbonyl) und bei 5,7^u(Estercarbonyl)

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UV-Spektrum (pH 7 Puffer): Absorptionsmaximum bei λ max = 268 m,u (6 = 13 800)

NMR-Spektrum (Dimethylsulfoxyd dg): Signale bei ⁷L = 5,97 (s, 2H, C₂-H₂),

4,8 - 4,5 (m, 4H, C^-H, C₇-H und Ester-CH_O) und ° ' ^ά

2,35 - 1,6 (q, 4H, aromatische H).

Beispiel' 16

Zu einer Lösung von 750 mg (1,85 mMol) 7-Aminc-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester-hydrochlorid in 20 ml Tetrahydrofuran und 40 ml Methanol gibt man eine Suspension von 750 mg vorreduzierteni Palladiumkatalysator (5 % Palladium auf Aktivkohle) in 20 ml Äthanol und hydriert die Suspension während 45 Min. bei Raumtemperatur und einem Wasserstoffdruck von

3,52 kg/cm (50 psi). Dann "Wird der Katalysator abfiltriert und mit Tetrahydrofuran und mit Wasser gewaschen. Das Filtrat und die Katalysatorwaschflüssigkeiten werden vereinigt und zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird in einer Wasser/Äthylacetat-Mischung gelöst, wonach der pH-Wert auf 3 eingestellt wird. Das unlösliche Produkt wird abfiltriert und mit Aceton verrieben. Dann trocknet man das Produkt und erhält 115 rag 7-Amino-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure.

IR-Spektrum (Aufschlämmung):

Absorptionspeaks bei 5>6l (ß-Lactamcarbony!gruppe) und 6,2 (Carbonsäure).

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NMR-Spektrum (D₂O-NaHCO,):

•Signale bei Z = 6,25 (ABq, 2H, C₂-H₃),

4,88 (d, IH, Cg-H) und 4,54 (d, IH, C₇-H).

UV-Spektrum (pH 7 Puffer): Absorptionsmaximum bei Amax = 265 m,u, £ = 7550.

Beispiel I7

7-Amino-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-diphenylmethylester.

Zu einer Lösung von 525 mg 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-diphenylmethylester in 20 ml Methylenchlorid gibt man 0,1 ml trockenes Pyridin und 237 mg Phosphorpentachlorid. Man rührt die Reaktionsmischung während 2 Std. bei Raumtemperatur und kühlt sie dann in einer Eis/Wasser-Mischung. Zu der kalten Mischung gibt man 0,6 ml Isobutanol und dampft die Reaktionsmischung nach 30 Min. ein. Der Rückstand wird in Äthylacetat gelöst, worauf die Lösung mit einer 5 ?$igen Natriumbicarbonatlösung und mit Wasser gewaschen und anschließend getrocknet wird. Die getrocknete Lösung wird zur Trockene eingedampft und der Rückstand wird mit Äther verrieben, wobei man 190 mg 7-Amino^-chlor^-cephem^-carbonsäure-diphenylmethylester erhält.

IR-Spektrum (Aufschlämmung):

Absorptionspeaks bei 5,7 und 5,9,u (ß-Lactam- und Estercarbonylgruppen).

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NMR-Spektrum (CDCl,) :

Signale bei ? = 6,35 (ABq, 2H, C₂-H₃),

H,78 (2d, 2H, Cg-H und C„-H), 3,05 (s, IH, Ester-CH) und 2,65 (s, 1OH, aromatische H).

Beispiel 18

Unter Anwendung der in Beispiel I7 beschriebenen Ab spaltung der 7-Acylseitenkette erhält man über das Zwischenprodukt von Beispiel 13, 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-"fluor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester, den 7-Amino-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester.

Beispiel I9

Unter Anwendung der in Beispiel 15 angegebenen Reaktion zur Abspaltung der 7-Acylseitenkette erhält man ausgehend von 7-PhenoxyacetaInido-3-brom-3-cepheIn-4-carbonsäure-diphenylmethylester den 7-Amino-3-brom-3-cephem-4-carbonsäure-diphenylmethylester.

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Beispiel 20

7- (D-a-Phenylglycylamido) -3-chlor-3-cephem-4-carbonsä\ire.

Zu einer Suspension von 280 mg (1,2 mMol) 7-Amino-3-chlor-3-cephem-4—carbonsäure in 14 ml Acetonitril gibt man unter Rühren bei Raumtemperatur 0,5 ml N,O-Bis-(trimethylsilyl)-acetamid, um dadurch das lösliche Disilylmethylderivat zu bilden. Die Lösung wird auf 0⁰C abgekühlt und langsam zu einer Lösung des gemischten Anhydrids zugegeben, das man durch Umsetzen von 480 mg (1,5 mMol) de s 3-a-Carboxybenzylamino erο tons äure-raethyle sternatriumsalzes mit 161 mg (1,7 mMol) Chlorameisensäuremethylester in Gegenwart von 2 Tropfen Dirnethylbenzylamin in 7 ml Acetonitril erhalten hat. Man rührt die Mischung während 2 Std. unter Kühlen mit einem Eisbad, gibt dann 1 ml Methanol zu und filtriert die Mischung zur Entfernung unlöslicher Verunreinigungen. Dann gibt man 2 ml ¥asser zu dem FiItrat und stellt den pH-Wert augenblicklich auf 1,5, um die Abspaltung der Enamiriblockierungsgruppe zu bewirken. Dann stellt man den pH-Wert mit Triäthylamin auf 4,5. Nach weiterem 1-stündigem Rühren bei der Temperatur des Eisbads fällt das Reaktionsprodukt, 7-(D-o-Phenylglycylamido ) -3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure (zwitterionische Form) in Form eines kristallinen Feststoffs aus der Reaktionsmischung aus. Das Produkt v/ird abfiltriert, mit Acetonitril gewaschen und im Vakuum getrocknet. Ausbeute 200 mg.

Das Produkt besitzt die folgenden physikalischen Kenndaten:

Elementaranalyse C^ILhN^O^SCl' 1/2 HpO:

	47	C	4	H	N	15	Cl	%
ber.:	47	,80	4	,01	11,	98	9,40	%
gef.:	,55	,12	10,	9,21

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IR-Spektrum (Nujol):

Absorptionspeaks bei 2,9 (Amid-NH), 5>7O (ß-Lactamcarbonyl· gruppe), 5,95 (Amidearbonylgruppe) und 6,28.u (Carboxylat),

NMR-Spektrum (D^/DCl):

Signale bei Ί?6,5 - 6,7 (ABq, 2H, C₃-H₂), 4,84 (d, IH, C₆-H),
4,26 (d, IH, C₇-H) und 2,44 (s, 5H, aromatische H).

UV-Spektrum (pH 7 Puffer): χ ^_{χ =} ^₅ ^ _{( £} '_{= 68oo)>}

Beispiel 21

Zu einer Lösung von 500 mg (1,85 mMol) J-a-Carboxybenzylaminocrotonsäuremethylester-natriumsalz (hergestellt aus Phenylglycin und Acetoessigsäure-methylester) in 20 ml Acetonitril gibt man 4 Tropfen Dimethylbenzylamin und kühlt die Lösung unter Rühren mit einer Trockeneis/Tetrachlorkohlenstoff-Mischung. Zu der kalten Lösung gibt man lang- ' sam 184 mg (1,95 mMol) Chlorameisensäuremethylester, um in dieser ¥eise das gemischte Anhydrid zu bilden. Nach Ablauf von 20 Min. gibt man eine vorgekühlte Lösung von 750 mg (1,85 mMol) 7-Amino-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäurep-nitrobenzylester und 188 mg (1,85 mMol) Triäthylamin in 40 ml Aceton zu. Die Zugabe erfolgt im Verlauf von 30 Min., wonach man die Reaktionsmischung 30 Min. in der Kälte und 2 Std. bei Raumtemperatur rührt. Die Reaktionsmischung wird zur Abtrennung unlöslicher Verunreinigungen abfiltriert und dann im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird in einer Äthylacetat/Wasser-Mischung gelöst, wonach man den pH-Wert

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der Lösung auf 7 einstellt. Die organische Schicht wird abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat wird die organische Schicht im Vakuum auf ein geringes Volumen eingeengt. Durch Zugabe von n-Hexan zu dem Konzentrat werden aus der Reaktionsmischung 620 mg 7-[N-(1-Carbomethoxy-2-propenyl)-D-a-phenylglycylamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester ausgefällt.

Das Produkt besitzt die folgenden physikalischen Kenndaten:

Elementaranalyse C h.Ji.OqSCI:

CHN

ber.: 53,87 4,35 9,31 % gef.: 54,05 4,13 9,36 %

NMR-Spektrum (Dirnethylsulfoxyd dg):

Signale bei L· = 8,20 (s, 3H, Enamin-CH,),

6,60 (ABq, 2H, C₂-H₂),

6,45 (s, 3H, Ester-CH,),

5,48 (s, IH, Enamin-Vinyl-H),

4,90 - 4,1 (m, 5H, C.-H, C₇-H, σ-CH und Ester-CH₂) und ^b '

3,10 - 1,5 (m, 9H, aromatische H).'

Man löst 540 mg (0,9 mMol) des Produktes in 40 ml Acetonitril, das 20 ml Wasser enthält, und kühlt die Lösung zunächst in einer Eis/Wasser-Mischung ab, worauf man sie augenblick auf einen pH-Wert von 1,5 ansäuert und dann auf einen pH-Wert von 2,5 einstellt. Die Mischung wird eingedampft und der Rückstand wird in 40 ml Tetrahydrofuran und 80 ml Methanol gelöst.

Zu der Lösung gibt man 540 mg des Palladiumkatalysators (5 %

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Palladium auf Aktivkohle) (in 20 ml Äthanol während 45 Min. mit einem Wasserstoffdruck von 3,52 kg/cm (50 psi) bei Raumtemperatur vorreduziert) und hydriert die Lösung wäh-

rend 2 1/2 Std. bei einem Wasserstoffdruck von 3,52 kg/cm (50 psi). Man filtriert den Katalysator ab und wäscht ihn auf dem Filter mit Methanol, Tetrahydrofuran und mit Wasser. Man vereinigt das Filtrat und die Waschflüssigkeiten und dampft sie im Vakuum zur Trockene ein. Der Rückstand wird in einer Wasser/Äthylacetat-Mischung gelöst, wonach man den pH-Wert der Lösung auf 4,5 einstellt. Man trennt die wäßrige Phase ab und wäscht sie mit Äthylacetat und dampft sie auf ein Volumen von etwa 2 ml ein. Aus dem kalten Konzentrat fallen beim Kühlen 65 mg 7-(D-a-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure aus.

Beispiel 22

Zu einer Suspension von 3,0 g (8,1 iiMol) 7-Amino-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester in 200 ml Tetrahydrofuran (mit einem Molekularsieb getrocknet) gibt man 2»"¹ g (8,3 mMol) li-(tert.-Butyloxycarbonyl)-I>-a-phenylglycin und 2,0 g (8,3 mMol) N-Äthoxycarbonyl-2-äthoxy-1,2-dlhydrochinolin. Man rührt die Reaktionsmischung über Nacht bei Raumtemperatur und verdampft dann das Lösungsmittel unter vermindertem Druck. Man löst den Rückstand in einer Mischung aus Äthylacetat und Wasser und trennt die organische Phase ab, Die organische Phase wird gekühlt und nacheinander mit einer kalten wäßrigen 5 jSigen Natriumbicarbonatlösung, einer kalten 5 %igen Chlorwasserstoffsäurelösung und schließlich mit Wasser gewaschen. Die gewaschene Lösung trocknet man über Magnesiumsulfat, filtriert sie und engt sie unter vermindertem Druck auf ein Volumen von etwa 50 ml ein. Aus dem Konzentrat erhält man 3,7 g (Ausbeute 63 %)

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7-[d-2-(tert.-Butyloxycarbamido)-2-phenylacetamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure in Form eines kristallinen Produkts. Durch weiteres Einengen des Filtrats nach dem Abfiltrieren der ersten Charge erhält man eine zweite Charge des Produktes mit einem Gewicht von etwa 2 g.

Elementaranalyse

C27H27C	IN4O8S:	C	4	H	9	N	%
		,78	4	,51	8	,29	%
ber.:	53	,66		,36		,88
gef.:	52

UV-Spektrum (Acetonitril): Maximum bei 268 m_/u (Ji = 17 100).

IR-Spektrum:

Signifikante Absorptionspeaks bei 3,05 (NH) und 5,59, 5,75 und 6,0,u (Carbonyl).

NMR-Spektrum (CDCl₃):

Signale bei t = 8,60 (s, 9H, 6-BOC),

6,45 (ABq, 2H, C₂-H₂),

5,03 (d, IH, C₆-H),

4,67 (s, 3H, a-CH und Ester-CH₂),

4,12 (m, 3H, C₇-H und Amid-NH) und

2,72 - 1,74 (m, 1OH, aromatische H und Amid-NH).

Zu einer Lösung von 3,0 g (5,0 mMol) des Produktes in 15 ml trockenem Tetrahydrofuran (mit einem Molekularsieb getrocknet) und 185 ml Methanol gibt man 3 g vorreduzierten Palladiumkatalysator (5 % Palladium auf Aktivkohle). Der Katalysator wird während 30 Min. in Äthanol bei Raumtemperatür bei einem Wasserstoffdruck von 3,52 kg/cm (50 psi) vorreduziert. Nach der Zugabe des vorreduzierten Katalysators wird das Produkt während 1 Std. bei einem Wasserstoffdruck

von 3,52 kg/cm (50 psi) bei Raumtemperatur hydriert. Der

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Katalysator wird abfiltriert und auf dem Filter mit Tetrahydrofuran und Methanol gewaschen. Das Filtrat und die Vfaschflüssigkeiten werden vereinigt und unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand wird in Äthylacetat gelöst und mit Wasser versetzt. Der pH-Wert der Mischung wird durch Zugabe einer "In Natriumhydroxydlösung auf einen Wert von 7 gebracht. Man trennt die wäßrige Phase ab und wäscht sie mit Äthylacetat. Dann wird die wäßrige Phase mit Äthylacetat bedeckt und mit 1n Chlorwasserstoffsäure auf einen pH-Wert von 2,5 titriert. Die organische Phase wird von der wäßrigen Phase abgetrennt, mit Wasser gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Die getrocknete organische Phase wird unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft, wobei man das Reaktionsprodukt, 7-(D-2-(tert,-Butyloxycarbamido)-2-phenylacetamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure, in Form eines trockenen festen Rückstands erhält. Das Produkt wird aus 70 ml Äther, der 20 ml Petroläther enthält, auskristallisiert, wobei man 1,75 g (75 %) des kristallinen Produktes erhält.

Elementar analyse C₂₀H„₂^juiM,w^.

C H N Cl

ber.: 51,34 4,74 8,98 7,58 % gef.: 51,02 4,96 8,75 7,30 %

UV-Spektrum (Acetonitril): Maximum bei 268 xn_/u (£ = 7400)

NMR-Spektrum (CDClJ :

Signale bei c = 8,55 (s, 9H, t-BOC),

6,48 (ABq, 2H, C₃-H₂),

5,0 (d, IH, Cg-H),

4,63 (d, IH, Qt

4,25 (q, IH, C₇-H),

3,90 (d, IH, Amid-NH) und

2,59 (s, 5H, aromatische H).

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Zu einer Lösung von 420 mg (2,2 mMol) p-Toluolsulfonsäure in 5 ml Acetonitril gibt man 468 mg (1 mMol) des kristallinen Produktes der Hydrogenolyse. Man läßt die Lösung etwa. 16 Std. bei Raumtemperatur stehen und verdünnt dann mit 0,5 ml Wasser. Der pH-Wert der Lösung wird auf 4,8 eingestellt, worauf 320 mg (87 %) der kristallinen, von der blockierenden Gruppe befreiten 7-(D-Phenylglycylanido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure aus der Lösung ausfällten. Das Produkt wird abfiltriert und getrocknet.

Elementar analyse C^H^CIN O^S· 1/2 H₂O:

C H N Cl

ber.: 47,80 4,01 11,15 9,40 %

gef.: 48,04 3,82 11,18 9,70?

Beispiel 23

Alternativ zu dem in dem vorhergehenden Beispiel beschriebenen Verfahren zur Abspaltung der blockierenden Gruppe stellt man ausgehend von dem 7-[D-2-(tert.-Butyloxycarbamido)-2-phenylacetamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester die antibiotisch wirkende 7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure her. In diesem Fall wird die die Aminogruppe schützende tert.-Butyloxycarbonylgruppe zunächst abgaspalten, wonach die p-Nitrobenzylestergruppe mit Zink und Chlorwasserstoffsäure in Dimethylformamid entfernt wird. Dieses alternative Verfahren wird im folgenden angegeben.

Zu einer Lösung von 2,4 g (12,6 mMol) p-Toluolsulfonsäure und 60 ml Acetonitril gibt man 3,6 g (6 mMol) 7-[D-2-(tert.-Butyloxycarbamido)-2-phenylacetamido]-3-chlor-3-cephera-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester. Man rührt die Reaktionslösung während etwa 15 Std. bei Raumtemperatur, wodurch man

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das an der Aminogruppe nicht mehr blockierte Produkt, 7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäurep-nitrobenzylester, in Form des p-Toluolsulfonsäuresalzes als kristallinen Niederschlag erhält.

' Das Produkt -wird abfiltriert, mit Acetonitril gewaschen und im Vakuum getrocknet. Ausbeute 3,1 g (81 %).

Elementaranalyse

	,H27ClN	4°9S2:	4	H	8	N	5	Cl
		C	4	,06	8	,29	5	,25
ber.	: 51	,58		,14		,12 .		,60
gef.	: 51	,51

IR-Spektrum (Chloroform):

Carbonylabsorptionspeaks bei 5,6l, 5,80 und 5,95,u. Tosylatsalz-Absorptionspeak bei 6,29/U.

NMR-Spektrum (Dimethylsulfoxyd dg):

Signale bei T= 7,70 (s, 3H, p-Toluolsulfonsäuresalz-CH,),

- 6,61 (s, 3H, Seitenketten-NH,),

6,20 (ABq, 2H, C₃-H₂),

4.94 (breites Singulett, IH, a-CH), 4,80 (d, IH, Cg-H),

4,51 (s, 2H, Ester-CH₂), 4,08 (q, IH, C₇-H),

2.95 - 1,62 (m, 14H, aromatische Wasserstoffatome und Amid-NH), und

0,32 (d, IH, Amid-NH).

Das in der obigen Weise erhaltene, die Aminoblockierungsgruppe nicht mehr enthaltende p-Toluolsulfonchlorsalz wird wie folgt zu der antibiotisch wirkenden Verbindung entestert. Man kühlt eine Lösung von 1,5 g (2,2 nMol) des in der oben beschriebenen "Weise erhaltenen, die Aminoblockierungsgruppe nicht mehr aufweisenden p-Toluolsulfon-

40 9 836/ 1 067

ι - 60 -

2408638

säuresalzes in 10 ml trockenem Dimethylformamid (getrocknet mit einem Molekularsieb) in einem Eis/Alkohol-Bad. Zu der kalten Lösung gibt man 2 ml konzentrierte Chlorwasserstoffsäure. Dann setzt man portionsv/eise im Verlauf von etwa 15 Min. 400 mg (6,1 mMol) Zinkstaub zu. Man rührt die Reaktionsmischung 30 Min. in der Kälte und läßt sie sich dann unter dauerndem Rühren auf Raumtemperatur erwärmen. Dann rührt man die Reaktionsmischung v/ährend etwa 1 Std. bei Raumtemperatur und filtriert sie dann. Der pH-^T«iert des Filtrats wird mit Triäthylamin auf einen Wert von 6,8 einstellt. Man erhält 7-(D-Phenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure der zwitterionischen Form als Bisdimethylformamid-sölvat in Form eines v/eißen kristallinen Niederschlags. Das Produkt wird abfiltriert, mit 10 ml kaltem Dimethylformamid und dann mit 6 ml Diäthyläther gev/aschen. Das gewaschene Produkt wird im Vakuum getrocknet, Ausbeute 800 mg (71 %)»

Elementaranalyse C₂₁H₂gClN OgS · Dimethylformamid:

CHN Cl

ber.: 49,07 5,49 14,63 6,90 % gef.: 48,84 5,53 13,48 7,18 %

UV-Spektrum (Acetonitril): Maximum bei 265 m.u (£ = 6000).

Elektrometrische Titration (66 %±ges wäßriges Dimethylformamid):. pKa bei 4,55 und 7,2.

NMR-Spektrum (D₂O/DC1):

Signale bei t = 6,34 (2s, 6H, Dimethylformamid-CH,),

6,33 (ABq, 2H, C₃-H₂),

4,85 (d, IH, C₆-H),

4,64 (s, IH, a-(

4,27 (d, IH, C₇-H),

2,4l (s, 5H, aromatische H) und

1,84 (s, 2H, Dimethylformamid-CH).

A09836/ 1 067

B e !spiel 24

7-D-3-Hydroxyphenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-car'bon säure.

Man setzt 2,9 g (11 mMol) N-(tert.Butyloxycarbonyl)-D-3-hydroxyphenylglycin mit 3,7 g (10 mMol) 7-Amlno-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester und 2,6 g (10,5 mMol) N-Äthoxycarbonyl-2-äthoxy-i,2-dihydrochinolin um. Nach der Umsetzung isoliert man das Produkt unter Anwendung der in Beispiel 22 angegebenen Verfahrensweise. Man erhält das Produkt nach dem Verreiben mit Äther in Form eines amorphen Feststoffs (Ausbeute 2,8 g = 46 %).

Elementaranalyse Cr^H^^g

CHN

ber.: 52,39 4,40 9,05 % gef.: 52^;,16 4,59 8,79 %

UV-Spektrum: Maximum bei 270 m,n (£ = 17 200).

NMR-Spektrum CDCl^):

Signale bei t = 8,59 (s, 9H, t-rBOC) ,

6,50 (ABq, 2H, C₂-H₂),

5,06 (d, 1H C₆-H),

4,66 (s, 1H, a-CH),

4,09 (m, 2H, C₇-H),.

3,34 - 1,70 (m, 9H, aromatische H und Amid-NH)

Man hydriert 3,5 g (5,6 mMol) des Produktes, 7-[D-2-(tert,-Butyloxycarbamido)-2-(3-hydroxy)-phenylacetamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure in Gegenwart eines vorreduzierten Palladiumkatalysators (5 % Palladium auf Aktivkohle) unter Anwendung der in Beispiel 22 beschriebenen Esterabspaltungsmethode. Durch Verreiben des amorphen rohen Produktes mit

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einer Lösung von Hexan in Diäthyläther erhält man die 7-[D-2- (tert. -Butyloxycarbainido) -2- (3hydroxy) -phenylace tamido ]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure in kristalliner Form. Ausbeute: 1,5 g (55 %).

UV-Spektrum (Acetonitril): Maximum bei 272 m/U (£ = 8280).

Elektrometrische Titration (66 %iges wäßriges Dimethylformamid): pKa bei 4,5.

Man setzt 1,3 g (2,7 mMol) des obigen Produktes mit 1,1 g (5,9 mMol) ρ-Toluolsulfonsäure in 28. ώΙ Acetonitril um, um die tert.-Butyloxycarbonylschutzgruppe abzuspalten* Das Verfahren wird im wesentlichen in der in Beispiel 22 beschriebenen V/eise durchgeführt.

Die aus der Reaktionsmischung auskristallisierende 7-(D-3-Hydroxyphenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure wird abfiltriert und im Vakuum getrocknet. Ausbeute 700 mg (64 90.

Elementaranalyse C₁ j-EL, ^ClN₅O₅S · 1H₂O:

C H N

ber.: 44,83 4,01 10,46 % gef.: 45,12 4,06 10,31 %

UV-Spektrum (pH Puffer): Maximum bei 268 m,u (£ = 9750).

NMR-Spektrum (D₂O/DC1):

Signale bei t = 6,31 (ABq, 2H, C₂-H₂),

4,81 (d, 1H,- C₆-H), 4,52 (s, 1H, a-CH), 4,26 (d, 1H, C₇-H) und 3,1 - 2,5 (m, 4h, aromatische H).

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Beispiel 25

7-(D-4-Chlorphenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure.

Durch Anwendung der in Beispiel 22 angegebenen Verfahrensmaßnahmen, acyliert man 850 mg (2,3 mMol) 7-Amino-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester mit 700 mg (2,5 mMol) N-tert.-Butyloxycarbonyl-D^-chlorphenylglycin und 567 mg (2,3 mMol) N-Athoxycarbonyl-2-äthoxy-1,2-dihydrochinolin, wobei man 1,2 g 7-[D-2-(tert.-Butyloxycarbamido)-2-(4-chlorphenylacetaraido)-]-3-chlor-3-cephem~4-carbonsäure-p-nitrobenzylester erhält.

Man hydriert 1,2 g (1,9 mMol) des Produktes bei Raumtemperatur in Gegenwart eines vorreduzierten Palladiumkatalysators (5 % Palladium auf Aktivkohle), um die p-Nitrobenzylestergruppe abzuspalten und 450 mg 7-[D-2-(tert.-Butyloxycarbamido)-2-(4-chlorphenylacetamido)-]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure als kristallines Produkt zu erhalten. Das Produkt wird durch Verreiben des amorphen Reaktionsproduktes mit Diäthyläther in kristalliner Form erhalten.

Elementaranalyse

1ci	2N3O6S:	C	4	H	8	N	1	Cl	1	1	%
		,82	4	,21	8	,36	1	4,	1	5	%
ber	.: 47	,75		,43		,11		4,
gef	.: 47

Elektrometrische Titration (66 %iges wäßriges Dimethylformamid) : pKa bei 4,4;
ermitteltes Molekulargewicht = 508 berechnetes Molekulargewicht - 502.

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Man setzt 450 mg (0,9 mMol) des nach der Esterabspaltung gebildeten Produktes in Acetonitril mit p-Toluolsulfonsäure um, wobei man das in den vorhergehenden Beispielen beschriebene Verfahren zur Abspaltung der tert.-Butyloxycarbonylschutzgruppe anwendet und 160 mg (44 %) kristalline 7-(D-4-Chlorphenylglycylamido)~3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure in der zwitterionischen Form erhält.

Element ar analyse (Ljj-Ej^ClgN^O^S.I H₂O:

C H N Cl

ber.: 42,86 3,59 9,99 16,87% gef.: 43,07 3,63 9,69* 16,75 %

UV-Spektrum (pH 6 Puffer) Maxima bei 265 nyu (£ = 8100) und 2,25 m,u (8=13 900).

Elektrometrische Titration (66 %iges wäßriges Dimethylformamid) :
pKa =415 und 6,8;
ermitteltes Molekulargewicht =» 407 berechnetes Molekulargewicht = 403.

Beispiel 26

7- (D-4-Hydroxyphenylglycylamido) ^-chlor^-cephem^-carbonsäure.

Man setzt 2,9 g (11 mMol) N-(tert.-Butyloxycarbonyl)-D-4-hydroxyphenylglycin mit 3,7 g (10 mMol) 7-Amino-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester und 2,6 g (10,5 mMol) N-Äthoxycarbonyl-2-äthoxy-1,2-dihydrochinolin in trockenem Tetrahydrofuran um. Nach der Durchführung der Reaktion wird das Produkt in der in Beispiel 22 beschrie-

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"benen ¥eise isoliert. Aus kaltem Diäthyläther erhält man 3,7 g (Ausbeute 60 %) des kristallinen Produktes.

Das Produkt, 7-[D-2-(tert.-Butyloxycarbamido)-2-(4-hydroxy)· phenylacetamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester, besitzt die folgenden physikalischen Kenndaten:

Elementaranalyse C₂₇H₂₇N^Og

CHN

ber.:	5?-,	39	4,	40	9,	05
gef. :"	52,	12	4,	26	• 8,	91

NMR-Spektrum (Dirnethylsulfoxyd dg): Signale bei t = 8,62 (s, 9H, t-BOC-CH,.),

6,16 (ABq, 2H, C₂-H₂), 4,81 (d, 1H, C₆-H), ^; 4,75 (d, 1H, Ct-CH), 4,53 (s, 2H, Ester-CH₂), 4,18 (q, 1H, C₇-H),

7,04 und 2,0 (2q, 8H, aromatische H), 0,76 (d, 1H, C₇-NH) und 0,58 (s, 1H, p-OH).

Man hydriert 2,2 g (3,5 mMol) des Produktes in Gegenwart eines vorreduzierten Palladiumkatalysators (5 % Palladium auf Aktivkohle) in Äthanol, um die p-Nitrobenzylgruppe abzuspalten. Das von der Estergruppe befreite Produkt, die 7-[D-2-(tert.-Butyloxycarbamido)-2-(4-hydroxy)-phenylacetamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure, erhält man in kristalliner Form aus einer Diäthyläther/Hexan-Mischung. Man erhält 1 g des Produktes (Ausbeute 59 %). -

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Elementaranalyse C₂₀H₂₂ClN-ZOyS:

C HN

ber.: 49,64 4,58 8,08 % ■ gef.: 48,92 4,40 8,24 %

NMR-Spektrum (Dimethylsulfoxyd dg);-Signale bei L· = 8,61 (s, 9H, t-BOC-CH^),

6,26 (ABq, 2H, C₂H₂), 4,89 (d, 1H, C₆-H),

4.78 (d, 1H, (X-CH), 4,28 (q, 1H, C₇-H),

3,06 (q, 4h, aromatische H) und 1,20 (d, 1H, C₇-NH).

Durch Umsetzen des Produktes in Acetonitril mit p-Toluolsulfonsäure wird die tert.-Butyloxycarbamido-Schutzgruppe abgespalten. Aus 1 g des Produktes erhält man 330 mg (40 %) des Endproduktes, 7-(D-4-Hydroxyphenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure, das folgende Analysenwerte aufweist:

Elementar analyse Cjt-EL| aC1N,0cS«1 H₂O:

C HN

ber.: 44,83 4,01 10,46 % gef.: 44,92 3,45 10,63 %

Elektrometrische Titration in 66 %igera wäßrigem Dimethylformamid ergibt pKa-Werte von 4,2, 7,⁷ und 12,4. Das ermittelte Molekulargewicht beträgt 384 gegenüber dem berechneten von 383,8.

NMR-Spektrum (D₂0/DCl): Signale bei t = 6,32 (ABq, 2H, C₂-H₂),

4,84 (d, 1H, C₆-H), 4,27 (d, 1H, C₇-H) und

2.79 (q, 4h, aromatische H).

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Beispiel 27

Unter Anwendung des in Beispiel 20 angegebenen Acyllerungsverfahrens und des dort genannten Acylierungsmittels erhält man durch Acylieren der angegebenen 3-Halogenverbindungen die folgenden Produkte:

7-(D-a-Phenylglycylamido)-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure aus 7-Amino-3-fluor-3-cephem-4-carbonsäure;

7-(D-a-Phenylglycylamido)-3-brom-3-cephem-4-carbonsäure aus 7-Amino-3-brom-3-cephem-4-carbonsäure und

7-[D-a-(4-Hydroxyphenyl)-glycylamido2-3-chlor-3-eephem-4-carbonsäure aus der 7-Ainino-3-"chlor-?-cephem-4-carbonsäure über das Enamin-geschützte gemischte 4-Hydroxyphenylglycin anhydrid-Derivat, das man mit Chlorameisensäuremethylester gebildet hat.

Beispiel 28

Durch N-Acylierung von 7-Amino-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure mit 2-Thienylglycylchlorid-hydroehlorid in Acetonitril und in Gegenwart von Propylenoxyd erhält man die 7-(D-2-Thienylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure.

Beispiel 29

Ausgehend von 7-Amino-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure erhält man durch N-Acylierung mit D-3-Thienylglycylchloridhydrochlorid die 7-(D-3-Thienylglycylamido) -3-cephem-4-carbonsäure.

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Claims (16)

1. PATENTANSPRÜCHE :

   IyL y-a-Aminoacyl^-halogencephalosporine der allgemeinen Formel

   COOR₁

   in der R eine phenyl-, Hydroxyphenyl-, Halogenphenyl-, Methylphenyl-, Methoxyphenyl-, 2-Thienyl-, 3-Thienyl- oder 2-Furylgruppe,

   R₁ ein Wasserstoffatom, eine Benzyl-, p-Methoxybenzyl-, p-Nitrobenzyl-, Diphenylmethyl-, 2,2,2-Trichloräthyl-, Trimethylsilyl- oder tert.-Butylgruppe, R₂ ein Wasserstoffatom oder eine Aminoschutzgruppe und X ein Fluor-, Chlor- oder Bromatom^bedeuten, sowie die pharmazeutisch verträglichen, nichc-toxischen Salze dieser Verbindungen.
2. 2. "Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe X ein Chloratom bedeutet.
3. 3. Verbindungen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-

   409836/1067

   zeichnet, daß die Gruppe R eine Phenylgruppe darstellt.
4. 4. 7-(D-a-Phenylglycylamido)-3-chlor-3--cephem-4-carbonsäure.
5. 5. Verbindlangen gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe R eine Hydroxyphenylgruppe bedeutet.
6. 6. 7-(D-4-Hydroxyphenylglycylamido)-S-chlor-J-cephem-^- carbonsäure.
7. 7. 7-(D-3-Hydroxyphenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure.
8. 8. Verbindungen gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe R eine Halogenphenylgruppe darstellt.
9. 9. 7-(D-4-Chlorphenylglycylamido)-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure,
10. 10. Verbindungen gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe R eine 2-Thienylgruppe bedeutet.
11. 11. 7-[D-2-(2-Thienyl)-glycylamido]-3-chlor-3-cephem-4-carbonsäure.
12. 12. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel

    409836/1067

    ■ H O H

    I 1! I

    R-C-C-N
    r

    NH

    ^R2 COOR₁

    in der R, R^ und Rp die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen und X ein Chlor- oder Bromatom bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man

    a) einen 3-Hydroxy-3-cephemester der allgemeinen Formel

    in der R, eine die Carbonsäuregruppe schutzende esterbildende Gruppe darstellt, gleichgültig in welcher Reihenfolge, mit einem Halogenierungsmittel in einem Lösungsmittel, das in der Lage ist, ein Iminiumhalogenid zu bilden, und mit einem Acylierungsmittel der folgenden allgemeinen Formel

    H 0

    t ti

    R-C-C-OH

    NH
    t

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    in der R und R₂ die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen oder einem aktiven Derivat davon zu dem entsprechenden, gegebenenfalls an der Aminogruppe geschützten 7-(a-Amino)-acylamido-3-halogen-3-cephem-4-»c.arbonsäureester umsetzt und

    b) gegebenenfalls die die Carbonsäure schützende esterbildende Gruppe oder die Aminoschutzgruppe unter Bildung der entsprechenden 7-(a-Amino)-acylamido-3-halogen-3-cephem-4-carbonsäure

    abspaltet.
    
13. 13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

    ■ M

    daß man als Lösungsmittel Dimethylformamid verwendet.
14. 14. Verfahren gemäß den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als Halogenierungsmittel Phosphortrichlorid einsetzt.
15. 15. Verfahren gemäß den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als Halogenierungsmittel Thionylchlorid verwendet.
16. 16. Verfahren gemäß den Ansprüchen 12 cider 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als HalogeniOTungsmittel Phosphortribromid einsetzt.

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