DE2436771A1

DE2436771A1 - Cephalosporinverbindungen

Info

Publication number: DE2436771A1
Application number: DE2436771A
Authority: DE
Inventors: Colin Grange-Over-San Robinson; Derek Walker
Original assignee: Glaxo Laboratories Ltd
Current assignee: Glaxo Laboratories Ltd
Priority date: 1973-08-01
Filing date: 1974-07-31
Publication date: 1975-02-20
Also published as: DK146853B; ES428800A1; DE2436771C2; FR2254574A1; SE431754B; NL7410295A; CH614958A5; BE818366A; SE7409887L; IE40644B1; GB1459212A; JPS6326112B2; JPS5076089A; FR2254574B1; AU7188174A; AT338973B; IE40644L; ATA628474A; DK146853C; DK408774A

Description

GLAXO LABORATORIES LIMITED, Middlesex, England Cephalosporinverbindungen

Die Erfindung betrifft die N-Entacylierung von Cephalosporinverbindungen unter Bildung von 7-Aminocephalosporinen, die wertvolle Zwischenprodukte bei der Herstellung von Cephalosporin-Antibiotica sind. Insbesondere betrifft die Erfindung die N-Entacylierung von Cephalosporinverbindungen, die eine Hydroxymethyl-Gruppe in der 3-Stellung aufweisen.

3-Hydroxymethyl-cephalosporine können sowohl als Ausgangsmaterialien als auch als Zwischenprodukte bei der Synthese von Cephalosporin-Antibiotica Verwendung finden. Ein Beispiel für eine derartige 3-Hydroxymethyl-Verbindung ist Desacetyl-cephalosporin-C, d.h. (6r, 7R)-7-(R-5-Araino-5-carboxypentanamido)-3-hydroxymethylceph-3-em-4-carbonsäure, die einen wichtigen Bestandteil von Cephalospori n-C-Fermentationsbrühen bzv/. -bouillons darstellt. Bei der Umwandlung solcher Verbindungen in Cephalosporin-Antibiotica ist es in vielen Fällen notwendig, die 7-Aminogruppe zu entacylieren und anschliessend erneut zu acylieren, um die gewünschte 7-Acylamidogruppe des Antibioticums zu erhalten; die Möglichkeit, 3-Hydroxymethyl-cephalosporine auf wirksame vieise zu N-entacylieren, ist daher in der Cephalosporinchemie von einiger Bedeutung. 509808/1096

Eine N-Entacylierungstechnik, die zur Behandlung von unter anderem 3-Acyloxycephalosporinen weit verbreitet vorgeschlagen wurde, ist die "Imid-halogenid"-Technik, die im allgemeinen die Reaktion eines Carboxylgruppen-geschützten Cephalosporins mit einem imid-halogenid-bildenden Reagens, die Umwandlung des so gebildeten Imid-halogenids in einen Iminoäther und Spaltung des Äthers, z.B. durch Hydrolyse oder Alkoholyse zur Bildung des gewünschten 7-Aminocephalosporins umfasst. Im Hinblick auf bisherige Beschreibungen, die diese Technik betreffen, bei denen jedoch immer festgestellt wird, dass es notwendig ist, bereits in dem Cephalosporinmolekül vorhandene reaktive Gruppen durch Substitution zu entaktivieren, ist es nicht zu erwarten, dass diese Technik zur N-Entacylierung von 3-Hydroxymethyl-cephalosporinen geeignet ist.

So wird beispielsweise in der britischen Patentschrift 1 041 985, die eine Imid-halogenid-Technik zur N-Entacylierung von Cepha losporin-C-Derivaten mit einer veresterten Hydroxymethylgruppe in der 3-Stellung oder einer Laktongruppe, die durch Umsetzung einer 3-Hydroxymethylgruppe mit der 4-Carboxygruppe gebildet wurde, beschreibt, festgestellt, dass die in dem Cephalosporinmolekül vorhandenen freien Amino- und Carboxylgruppen vor der Entacylierungsreaktion blockiert bzw. geschützt werden sollten. Dieses Erfordernis, solche aktive Substituenten zu blockieren, wird in den britischen Patentschriften 1 119 806, 1 227 014 und 1 244 191 wiederholt und in der britischen Patentschrift 1 239 814 besonders hervorgehoben. Alle vorstehend genannten Patentschriften betreffen die Entacylierung von Cephalosporinverbindungen, die 3-Acyloxymethyl-Oder 3-Methylgruppen oder eine Lactongruppe zwischen den 3- und 4-Stellungen enthalten, d.h.Gruppen, die nicht an der Reacylierungsreaktion teilnehmen und sie enthalten daher nichts darüber, dass reaktive Substituenten wie 3-Hydroxymethylgruppen, die unter den Reaktionsbedingungen nicht inert sind, vorhanden sein können.

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Darüber.hinaus zeigt die bekannte, die Imid-halogenid-Technik betreffende Literatur, dass die Anwesenheit von Alkoholen während der Bildungsstufe des Imid-halogenids vermieden werden sollte. So wird beispielsweise in der vorstehend genannten britischen Patentschrift 1 227 014 festgestellt, dass diese Stufe in einem "nicht-hydroxylierten, wasserfreien, organischen flüssigen Lösungsmittel" durchgeführt werden sollte, während in der britischen Patentschrift 1 239 814 in Verbindung mit Lösungsmitteln, die in dieser Stufe verwendet werden sollten, ausgeführt wird, dass, falls Chloroform verwendet wird, dieses alkoholfrei sein sollte. Aus diesem Grunde ist es wiederum nicht zu erwarten, dass 3-Hydroxymethyl-cephalosporine als Ausgangsmaterialien bei dem Imid-halogenid-Verfahren verwendbar sein könnten, hinsichtlich der Möglichkeiten der störenden Beteiligung des 3-Alkoholsubstituenten bei der Iinid-halogenid-Bildung.

Überraschenderweise wurde nunmehr jedoch gefunden, dass 3-Hydroxymethyl-cephalosporine erfolgreich unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Imid-halogenid-Technik N-entacyliert werden können, wobei die Umsetzung mit guter Ausbeute verläuft und mit einer Umwandlung der 3-Hydroxymethylgruppe in eine 3-Halogenmethylgruppe einhergeht, einem Schritt, der aus vielen Gründen erwünscht ist. Die Entacylierung verläuft im wesentlichen frei von Nebenreaktionen, die von der Anwesenheit einer aktiven alkoholischen Hydroxylgruppe am Substituenten in der 3-Stellung, wie der Umsetzung jeglicher 3-Hydroxymethylgruppen mit Zwischenprodukt-Imid-halogenid-Gruppen oder mit anderen reaktiven Zentren in dem Cephalosporinmolekül, die bei Kenntnis der vorstehend diskutierten bekannten Literatur zu erwarten gewesen wären, herrühren. Darüberhinaus wurde gefunden, dass das 3-Halogenmethyl-cephalosporin-Produkt unter den Reaktionsbedingungen stabil ist und dass trotz der bekannten Neigung solcher Verbindungen, leicht nukleophile Verschiebungen des Halogensubstituenten in der Gruppe in 3-Stellung einzugehen, Hebenreak-

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tionen, an der die 3-Halogenmethyl-Seitenkette beteiligt ist, minimal sind.

Daher wird gemäss einem Merkmal der Erfindung ein Verfahren zur N-Entacylierung einer T-Acylamido-^-hydroxymethyl-cephalosporin-Verbindung geschaffen, welches darin beäbeht, daß man A) ein Esterderivat dieser Verbindung,in der alle reaktiven Gruppen, die sich von der 3-Hydroxymethylgruppe unterscheiden, blockiert sind, beispielsweise eine Verbindung der allgemeinen Formel:

RCONH

CH₂OH

(D

COOR

worin RC0«eine carboxylische Acylgruppe darstellt, R eine carboxylblockierende Gruppe bedeutet, die deTfitest eines Alkohols oder Phenols der Formel R OH ist und die unterbrochene Linie zwischen den 2-, 3- und 4-Stellungen anzeigt, dass die Verbindung ein Ceph-2-em- oder Ceph-3-em-Isomeres oder eine Mischung davon sein kann, mit einem Imid-halogenid-bildenden Reagens, insbesondere Phosphorpentachlorid, in Anwesenheit einer Base, in Kontakt bringt; B) das Produkt von A) mit einer iminoätherbildenden Verbindung in Kontakt bringt; und C) das Produkt von B) durch beispielsweise Hydrolyse oder Alkoholyse unter Bildung eines entsprechenden y-Amino-^-halogenmethyl-cephalosporins spaltet, beispielsweise einer Verbindung der allgemeinen Formel:

CH₂HaI

(II)

,00R
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worin R und die unterbrochene Linie die vorstehend aufgezeigten Bedeutungen besitzen und Hai ein Halogenatom darstellt, z.B. Chlor, Brom oder Jod, im Falle eines Ausgangsmaterials der Formel I.

Es sei festgestellt, dass die vorstehenden Formeln I und II Grundformeln darstellen und in ihrem Rahmen Verbindungen umfassen, die durch diese Formeln nicht speziell strukturförmig umfasst werden, beispielsweise 2-substituierte Cephalosporine

wie 2-Methyl-, 2-Methylen- und 2,2-Dimethyl-Derivate und ToL-substituierte Cephalosporine, z.B. worin der 7oC-Substituent eine niedrige (z.B. C_1-^) Alkyl-," Alkoxy- oder Alkylthiogruppe darstellt.

A) Umsetzung mit dem imid-halogenid-bildenden Reagens

Diese Umsetzung wird in Anwesenheit einer Base, z.B. einer organischen Base, durchgeführt, die vorteilhaft einen pKb-Wert, gemessen in Wasser, bei 25⁰C, im Bereich von 4-6 aufweist. Geeignete organische Basen umfassen so tertiäre Amine wie beispielsweise Ν,Ν-disubstituierte Aniline, z.B. Ν,Ν-DimethyJL-anilin oder Ν,Ν-Diäthylanilin und heterocyclische Basen vom Pyridintyp, z.B. Pyridin, Chinolin, Collidin, Lutidin oder ein Picolin.

Die Umsetzung wird zweckmässig in Lösung in einem inerten organischen Lösungsmittel durchgeführt, wie einem chlorierten Kohlenwasserstoff, z.B. Methylenchlorid, 1,2-Dichloräthan oder 1,1-Dichloräthan.

Wird Phosphorpentachlorid als imid-halogenid-bildendes Reagens verwendet, so wird die Reaktion zweckmässig durch Einwirken von Phosphortrichlorid und Chlor aufeinander in dem gewählten Reaktionslösungsmittel zur Bildung von Phosphorpentachlorid

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in situ durchgeführt, worauf der y-Acylamido-^-hydroxymethylcephalosporin-ester und Base, vorzugsweise in Lösung in dem gleichen Lösungsmittel zugesetzt werden. Ist alternativ die bei der Imid-halogenid-Bildungsstufe verwendete Base inert gegen die Einwirkung von Phosphorpentachlorid, ein Beispiel für eine für diesen Zweck geeignete inerte Base ist Pyridin, so kann ein Phosphorpentachloridkomplex hergestellt werden» z.B.in·situ durch Umsetzung von Chlor mit einer Mischung von Phosphortrichlorid und der Base und der resultierende Komplex wird zur Behandlung der y-Acylamido^-hydroxyme-fchyl-cephalosporin-Verbindung verwendet. Wird Phosphorpentachlorid direkt verwendet, so wird es zweckmässig in fein verteilter Form verwendet, z.B. mit einer Teilchengrösse von etwa 1,68 mm Korngrösse (10 mesh).

Es sollten zumindest ein Mol, erstrebenswert mindestens zwei Mol, des imid-halogenid-bildenden Reagens verwendet werden.

Wird Phosphorpentachlorid verwendet, so kann dieses zweckmässig im Überschuss und in Mengen von bis zu einem 20molaren Überschuss verwendet werden. Es wird unwirtschaftlich, einen grossen Überschuss zu verwenden, und es wird daher bevorzugt mit der Cephalosporinverbindung und mit Phosphorpentachlorid in molaren Anteilen gearbeitet, beispielsweise von 1:1 bis 1:10, erstrebenswert von 1:2 bis 1:5.

Die Temperatur für die Umsetzung des imid-halogenid-bildenden Reagens mit dem Cephalosporin kann - 50 bis + 50⁰C betragen. Die optimale Temperatur hängt, zumindest bis zu einem gewissen Ausmass, von den verwendeten Reaktionskomponenten ab. Vorteilhaft arbeitet man in einem Temperaturbereich von - 30⁰C bis + 30⁰C, z.B. - 10° bis + 20⁰C.

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B) Umsetzung mit der imino-äther-bildenden Verbindung

Die imino-äther-bildende Verbindung ist vorteilhaft ein niedriges Alkanol, z.B. ein Alkanol mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Methanol, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol oder Isobutanol, wobei in dieser Hinsicht die Verwendung von Methanol zweckmässig ist.

Andere imino-äther-bildende Verbindungen, die verwendet werden können, umfassen Diole der Formel

H0-R²-0H,

ρ
worin R eine zweiwertige Alkylen- oder Cycloalkylengruppe mit 2, 3 oder 4 Kohlenstoffatomen ,-in der die Sauerstoffatome verbindenden Kohlenstoffkette ist. Solche Diole umfassen Äthylenglykol, Propan-1,2 - und -1,3-diol und die verschiedenen Butandiole, z.B. Butan-1,3-diol.

Die imino-äther-bildende Verbindung kann in im wesentlichen molarem Überschuss, z.B. in einer Menge von bis zu 75 und

. sogar 100 Mol . Überschuss über die Cephalosporin- ·. verbindung verwendet werden.

Obwohl die imino-äther-bildende Verbindung zu der Reaktionslösung zugesetzt werden kann, ist es bevorzugt, die Reaktionslösung zu der imino-äther-bildenden Verbindung zuzugeben, da diese Technik eine bessere Steuerung des Reaktionssystems in einem grossen Maßstab erlaubt.

Die Umsetzung wird vorteilhaft in Anwesenheit einer im wesentlichen wasserfreien Säure, beispielsweise Chlorwasserstoff oder konzentrierte Schwefelsäure oder p-Toluolsulfonsäure durchgeführt.

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Die Temperatur während der Reaktion kann im allgemeinen von - 50° bis + 40⁰C, z.B. - 30° bis + 30⁰C betragen, wobei das Temperaturoptimum zumindest bis zu einem gewissen Ausmass von den verwendeten Reaktionskomponenten abhängt.

C) Spaltung

Das Produkt von Stufe B) kann unter Bildung der gewünschten 7-Amino-Verbindung durch Hydrolyse, z.B. durch Kontaktieren der Reaktionslösung mit Wasser oder einem wässrigen Medium oder durch Alkoholyse, z.B. unter Verwendung eines niedrigen Alkanols wie Methanol, gespalten werden. Es ist erwünscht, die Spaltung unter sauren Bedingungen durchzuführen, die häufig aus vorhergehenden Stufen resultieren, dadies dazu tendiert, zu einer völligen Umsetzung zu führen. Ist zusätzliche Säure nötig, so umfassen die verwendbaren Säuren Mineralsäuren bzw. anorganische Säuren und organische Säuren wie Chlorwasserstoff säure, p-Toluolsulfonsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure oder Ameisensäure.

Es ist zweckmässig, diese Umsetzung mit Wasser (z.B. bei bis + 30 C) durchzuführen, wobei man sicherstellt, dass vorhergehende Stufen so durchgeführt v/erden, dass sich hieraus genügend Säure ergibt. Die 7-Aminoverbindung kann anschliessend durch Anheben des pH-Wertes der Reaktionslösung und Isolieren der Verbindung durch Verdampfen des Lösungsmittels aus der Reaktionslösung wiedergewonnen werden.

In vielen Fällen kann es jedoch bevorzugt sein, das 7-Aminoprordukt, das aus der Spaltung resultiert, direkt in einer nachfolgenden Syntheseumwandlung ohne jegliche Zwischenproduktisolie· rung zu verwenden. So kann beispielsweise die von der Spaltung resultierende Reaktionslösung direkt mit einem Acylierungsmittel zur Einführung der gewünschten 7-Acylgruppe in das Endprodukt behandelt werden. Diese Vermeidung der Isolierung von

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7-Aminocephalosporinen kann vorteilhaft sein, da die 7-Amino-3-halogen-methyl-Verbindungen im allgemeinen weniger stabil sind als deren 7-Acylamido-Gegenstücke und daher schwieriger zu reinigen sind und eine sorgfältigere Handhabung benötigen.

Der Acylrest der Acylamidogruppe in der 7-Stellung in dem Cephalosporinausgangsmaterial, d.h. die Gruppe RCO- in der Formel I, kann im allgemeinen jede Gruppe des weiten Bereichs der möglichen amid-bildenden Acylgruppen, die in der Cephalosporinliteratur beschrieben sind, sein, wobei jedoch reaktive Substituenten wie Amino-, Carboxyl- und Hydroxygruppen vorher durch Substitution desaktiviert werden. Die Gruppe RCO- kann so beispielsweise eine carboxylische Acylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sein. Spezielle Acylgruppen sind in der nachfolgenden Liste als Beispiele aufgeführt, die keine Einschränkung darstellen soll.

i) ^RUc _n ^H2n^C0"' ^{worin rU} Aryl (carbocyclisch oder heterocyclisch), Cycloalkyl, substituiertes Aryl, substituiertes Cycloalkyl, Cycloalkadienyl oder eine nicht-aromatische heterocyclische oder mesoionische Gruppe ist, und η die Bedeutung von 0 oder einer ganzen Zahl von 1 bis 4 hat. Beispiele für diese Gruppe schliessen ein Phenylacetyl; Thien-2- und -3-ylacetyl; 3- und 4-Isoxazolylacetyl, die beide substituiert oder unsubstituiert sein können; Pyridyl - acetyl, Tetrazolylacetyl oder eine Sydnonacetylgruppe. Ist η unterschiedlich von 0, insbesondere, falls η die Bedeutung von 1 hat, kann das(£-Kohlenstoffatom der Acylgruppe substituiert sein durch beispielsweise eine veresterte Hydroxygruppe (z.B.Acyloxy) oder blockierte Aminogruppe (z.B. Amino, substituiert durch jede der nachfolgend spezifizierten Schutzgruppen bzw. blockierenden Gruppen); Beispiele für ■ ·£ -substituierte Acylgruppen dieser Art umfassen veresterte 2-Hydroxy-2-phenylacetyl-Gruppen und N-blockierte 2-Amino-2-phenylacetyl-Gruppen.

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ii) C_nHp_n+-] ^co~ > worin η die Bedeutung von O oder einer ganzen Zahl von 1 bis 7 hat. Die Alkylgruppe kann geradkettig oder verzweigtkettig sein und kann substituiert sein durch beispielsweise eine Cyanogruppe, blockierte (z.B.veresterte) Carboxylgruppe (z.B. eine Alkoxycarbonylgruppe), eine veresterte Hydroxylgruppe, eine blockierte Aminogruppe oder eine blockierte Carboxycarbonylgruppe (-CO.COOH). Beispiele für solche Gruppen umfassen Formyl, Glutaroyl und N-blockiertes (z.B. N.Äthoxycarbonyl) R-5-Amino-5-carboxy-pentanoyl.

R^V
iii) R ZC-CO- , worin R^u die vorstehend unter i) angegebene

RW

Bedeutung hat und zusätzlich Benzyl sein kann und R^v und R^w, die gleich oder verschieden sein können, jeweils V/asserstoff, Phenyl, Benzyl, Phenyläthyl oder niedrig-Alkyl sein können und Z ein Sauerstoff- oder Schwefelatom ist. Beispiele für diese Gruppe umfassen Phenoxyacetyl oder PyrjLdylthioacetyl.

In dem Acylteil vorhandene Aminogruppen können beispielsweise geschützt sein durch Substitution durch eine 1- oder 2wertige Schutzgruppe, wobei geeignete Gruppen Acylgruppen, beispielsweise niedrig-Alkanoyl wie Acetyl, substituiertes niedrig-Alkanoyl, z.B. HalogenplKanoyl wie Phenylacetyl und Aroyl wie Benzoyl oder Phthaloyl; niedrig-Alkoxycarbonylgruppen wie Äthoxycarbonyl, Isobutyloxycarbonyl oder t-Butoxycarbonyl und substituierte niedrig-Alkoxycarbonylgruppen, z.B. niedrig-Halogen-alkoxycarbonyl wie 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl; Aryl-niedrig-alkoxycarbonyl-Gruppen wie Benzyloxycarbonyl, Sulfonylgruppen, beispielsweise niedrig-Alkylsulfonyl wie Methansulfonyl und Arylsulfonyl wie Benzolsulfonyl oder p-Toluolsulfonyl; Ylidengruppen, die durch Umsetzung mit einem Aldehyd oder Keton, das eine Schiffsche Base bildet, gebildet wurden, beispielsweise Benzaldehyd, Salicylaldehyd oder Acetessigester; und zweiwertige Gruppen, so dass das Stickstoffatom einen Teil des Dihydro-

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pyridinrings bildet (Schutzgruppen dieser letztgenannten Art werden beispielsweise durch Umsetzung mit Formaldehyd und einem ß-Ketoester, z.B. Acetessigester wie in der belgischen Patentschrift 771 694 der gleichen Anmelderin beschrieben, hergestellt) umfassen.

In dem Acylrest vorhandene Hydroxylgruppen können beispielsweise geschützt sein durch Substitution mit Carboxylgruppen oder sulfonsäuren Acylgruppen in gleicher Weise wie die Aminogruppen.

Carboxylgruppen, die in dem Acylteil vorhanden' sind, können geschützt sein durch Veresterung, z.B. durch Einbringen einer Carboxylschutzgruppe R wie vorstehend definiert.

Nützliche Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemässe Verfahren umfassen durch Fermentation gebildete 3-Hydroxymethylcephalosporin-Verbindungen, beispielsweise Desacetyl-cephalosporin-C in N-blockierter und veresterter Form.

Im allgemeinen können Estergruppen, die in die Carboxylgruppe in 4-Stellung und zum Schutz jeglicher Carboxylgruppen in der Seitenkette der 7-Stellung des Cephaiosporin-Ausgangsmaterials eingebracht werden können, jegliche, in der Literatur im Hin- ■ blick auf die Veresterung von ß-Lactam-Antibiotica und deren Vorläufern beschriebene alkoholische oder phenolische Gruppen sein; solche Estergruppen enthalten normalerweise 1-20 Kohlenstoff atome. Eine bevorzugte Klasse von carboxyl-blockierenden Gruppen ist die der Formel

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worin R ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe dar-

i± 3 4

stellt und R eine organische Gruppe bedeutet oder R und R zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind,

3 4 eine cyclische organische Gruppe bilden. R und R können so ausgewählt werden beispielsweise aus carboxylischen Arylgrupperi wie Phenyl oder Naphthyl; 5- oder 6gliedrigen heterocyclischen Ringen, die eines oder mehrere der Atome 0, N und S enthalten (z.B. Thien-2-yl, Fur-2-yl oder Pyridin-2-yl); Aralkylgruppen (die z.B. eine monocyclische Arylgruppe und 1 bis 6 Kohlenstoffatome in dem Alkylteil enthalten, wie Benzyl); heterocyclisch substituierte Alkylgruppen (die z.B. 1 bis 6 Kohlenstoffatome in dem Alkylteil enthalten wie Thien-2-ylmethyl oder Fur-2-ylmethyl); Alkylgruppen (die z.B. 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten wie Methyl, Äthyl, n-Propyl oder Isopropyl); Cycloalkylgruppen (die z.B. 5 bis 7 Kohlenstoffatome im Ring enthalten wie Cyclopentyl oder Cyclohexyl); ungesättigte Analoge der vorstehenden Gruppen, beispielsweise carbocyclische oder heterocyclische Aralkenylgruppen, niedrige (z.B. Cp c) Alkenylgruppen (z.B. Vinyl oder Allyl) und Cycloalkenylgruppen (die z.B. 5 bis 7 Kohlenstoffatome enthalten wie Cyclohexenyl oder Cyclopentadienyl); oder jede der vorstehenden Gruppen, substituiert durch ein oder mehrere Halogenatome, Cyano-, Nitro-, Alkyl-, Alkylsulfonyl- oder Alkoxygruppen, wobei letztere Gruppen beispielsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten können, wie in beispielsweise Methyl, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, Äthoxy, Isopropoxy oder Methylsulfonyl. Alternativ

3 4
können R und R zusammen mit dem gebundenen Kohlenstoffatom eine C^_-2Q cycloaliphatische Gruppe bilden, beispielsweise eine Cycloalkylgruppe (z.B. mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen wie Cyclopentyl oder Cyclohexyl) oder eine Cycloalkenylgruppe (z.B. mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen wie Cyclohexenyl oder Cyclopentadienyl); oder eine heterocyclische Gruppe, die mindestens einen 5- oder 6gliedrigen heterocyclischen Ring enthält, der ein oder mehrere der Atome 0, N und S enthält (beispielsweise eine monocyclische Gruppe wie Pyranyl oder Piperidinyl).

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Bevorzugte veresternde Gruppen des vorstehenden Typs umfassen aufgrund der leichten anschliessenden Abspaltbarkeit, z.B. durch saure Hydrolyse, carbocyclische und heterocyclische Aralkylgruppen, die 1 oder 2 Arylgruppen, gebunden an das C-1-Atom eines niedrigen (z.B. C_1-^) Alkylteils enthalten, Beispiele für solche Gruppen umfassen Benzyl, 1-Phenyläthyl, Diphenylmethyl, Naphthylphenylmethyl ,Di-(thien -2-yl)-methyl, Phenyl-(thi en-2-yl)-methyl und substituierte Versionen der vorstehenden Gruppen, z.B. Phenyl-(o-tolyl)-methyl und (p-Methoxyphenyl)-phenylmethyl, wobei selbstverständlich die vorstehende Aufzählung keine Einschränkung darstellt.

Das Halogenatom in der Halogenmethylgruppe in der 3-Stellung des erfindungsgemäss erhaltenen Cephalosporins kann, falls gewünscht, durch ein anderes Halogenatom ersetzt werden, z.B. unter Anwendung üblicher Halogenaustauschtechniken. So kann beispielsweise eine 3-CH₂Cl-Gruppe durch Behandlung mit Bromid- oder Jodidionen, die sich zweckmässig von Alkalimetallbromid oder -jodid ableiten, in eine 3-CHpBp- oder 3-CHpI-Gruppe umgewandelt werden. Solche Halogenaustauschreaktionen könjien, falls gewünscht, als Zwischenstufe in der Verfahrensfolge der Erfindung durchgeführt werden, beispielsweise' nach der Reaktion zur Imid-halogenid-Bildung.

Die Halogenmethylgruppe in der 3-Stellung kann, falls gewünscht, nach dem vorstehend beschriebenen Halogenaustausch in die in einem speziellen Cephalosporin-Antibioticum gewünschte Gruppe umgewandelt werden, beispielsweise durch nukleophile Verdrän— gung des Halogenatoms durch Umsetzung mit einer Verbindung, die ein nukleophiles Kohlenstoff-, Stickstoff-, Sauerstoff- oder Schwefelatom enthält, wie in der britischen Patentschrift 1 241 657 und der belgischen Patentschrift 755 256 beschrieben, wobei man eine Verbindung erhält, in der die Methylgruppe, in der 3-Stellung durch den Rest eines Nukleophils substituiert ist.

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Die Umwandlung der Halogenmethylgruppe in der 3-Stellung wird normalerweise nach der erneuten Acylierung der 7-Aminogruppe der Cephalosporinverbindung durchgeführt, um unerwünschte Nebenreaktionen, die diese Aminogruppe einbeziehen, zu vermeiden.

Die Produkte des erfindungsgemässen Verfahrens sind von beträchtlichem Wert als synthetische Zwischenprodukte in der Cephalosporinchemie aufgrund der Anwesenheit einer 3-Halogenmethylgruppe, die in Gruppen umgewandelt werden kann, wie Acetoxymethyl, Pyridiniummethyl, 5-Methyl-1,3,4-thiadiazol-2-yl-thiomethyl und 1-Methyl- und i-Phenyltetrazol-5-yl-thiomethyl, die man in Cephalosporin-Antibiotica wie Cephalothin, Cephaloridin, Cefazolin und Cephamandol antrifft und aufgrund der Anwesenheit von 7-Aminogruppen, die unter Bildung der geeigneten 7-Acylamidogruppe solcher antibiotischer Verbindungen acyliert werden können. Da 3-Hydroxymethyl-Ausgangsmaterialien mit vergleichsweise geringen Kosten aus beispielsweise Cephalosporin-C-Fermentationsbrühen erhalten werden können, ist das erfindungsgemässe V_erfahren von grossem Wert bei wirtschaftlichen Synthesen von Cephalosporin-Antibiotica aus natürlich vorkommenden Cephalosporinverbindungen.

So kann beispielsweise Cephaloridin nach der folgenden Reaktionsfolge aus einem erfindungsgemäss hergestellten 7-Amino-3-halogenmethyl-cephalosporin-ester hergestellt werden:

COOR¹

(D 50980 87 1096

Thien-2-ylacetyl-chlorid + Säureacceptor in Methylenchlorid

O-

CH CO.HN

J-H

COOR

(II) CH₂Cl

Pyridin in Methylenchlorid

^X~CH₂CO.NH ^/S

CH„N ^λ> _cl

COOR

(III) Ameisensäure in Methylenchlorid, gefolgt von Salpetersäure

CH₂CO-NH

J-J

NO

COOII Trimethylamin

Cephaloridin 509808/1096

In ähnlicher Weise wie bei der vorstehenden Reaktionsfolge kann man Cefazolin wie folgt herstellen:

0^:

-N

COOR

(D

Tetrazol-1-ylacetylchlorid + Säureacceptor in Methylenchlorid

N-CH_nCONH
2

O'

CH_nCl

COOR

(II)

\f 2-Mercapto-5-methyl-1,3,4-thiadiazol + Säureacceptor in Methylenchlorid

N-CH₀CONH 2

Ν —Ν

CH₀S 2

CH.

COOR¹

(III)

Ameisensäure in Methylenchlorid

Cefazolin

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Die Gruppe R in den vorstehenden Reaktionsfolgen kann beispielsweise Diphenylmethyl sein. Vor der Durchführung der Stufe (I) in jedem Fall kann die 3-Chlormethylgruppe, falls gewünscht, in eine 3-Jodmethylgruppe umgewandelt werden durch beispielsweise Umsetzung mit Natriumiodid in Aceton.

Darüberhinaus kann in den vorstehenden Reaktionsfolgen das Reagens in einer oder mehreren Stufen in Form des entsprechenden 1-Oxids, gefolgt von einem geeigneten Reaktionsschritt in einer Umwandlungsstufe in das gewünschte Sulfid umgewandelt werden.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Die Temperaturen sind in C angegeben.

Beispiel 1 . ·

a) (6R₁7R)-7-/R-^-Carboxy-5-(3,5-diäthoxycarbonyl-2,6-dimethyl-

1 _f 4-dihydropyridin-1 -yl) -pentanamidoj^-hydroxymethyl-ceph^- em-4-carbonsäure-bis-diphenylmethyl-ester

Zu einer Lösung von 12 g (20 mMol, 70% Reinheit) Kalium-(6R,7R) -7-(R-5-amino-5-carboxypentanamido)-3-hydroxymethylceph-3-em-4-carboxylat wurden 18,7 ml (249 mMol) 37%ige Formaldehydlösung und 25,2 ml (199 mMol) Acetessigsäureäthylester getrennt während einer Stunde bei 5° gefügt. Der pH-Wert der Lösung wurde durch Zugabe von 25% (Gew/Vol) wässriger Kaliumphosphatlösung auf 7,0 gehalten. Nach weiterem 30minütigem Rühren wurde die Lösung mit 200 ml Di chi ο mi ethan extrahiert. 150 ml Dichlormethan, die 10 g (52 mMol) Diphenyldiazomethan enthielten, wurden zu der wässrigen Lösung gefügt und die Mischung wurde 45 Minuten gerührt; während dieser Zeit wurde der pH-Wert mit Orthophosphorsäure auf 2,0 eingestellt. Nach Abtrennung wurde die Lösungsmittelschicht mit 200 ml Wasser, 200 ml 5%iger (Gew/Vol) wäss-

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riger Natriumbicarbonatlösung und 200 ml Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat wurde die Lösung im Vakuum auf ein Volumen von 75 ml konzentriert, wobei man eine Lösung der Titelverbindung erhielt.

b) Diphenylmethyl- (6R, 7R) -3-chlormethyl--7·- (thien-2-ylacetamido) ~ceph-3~em-4-carboxylat

Zu der vorstehend in a) erhaltenen Lösung (75 ml) wurde eine vorher hergestellte Mischung von 9,2 g (43 mMol) Phosphorpen-

tachlorid und 3,5 ml (44 mMol) Pyridin in 50 ml Dichlormethan bei - 5° gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten gerührt, wobei die Temperatur 15° erreichte. Die Lösung wurde auf - 10° gekühlt, 40 ml Methanol wurden zugesetzt und die Lösung wurde 15 Minuten bei 15° gerührt. Die Lösung wurde mit 50 ml Wasser, 100 ml 5%iger (Gew/Vol) wässriger Natriumbicarbonatlösung und 100 ml Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat wurde das Lösungsmittel in Vakuum entfernt. Die so erhaltene gummiartige'Masse wurde erneut in 5 ml Dichlormethan gelöst und 75 ml Äther wurden zugefügt. Das Produkt wurde abfiltriert und erneut in 50 ml Dichlormethan gelöst. Zu dieser Lösung wurden 2,0 g (12,5 mMol) Thien-2-yl-acetylchlorid, gefolgt von 40 ml Ν,Ν-Dimethylacetamid gefügt und die Mischung wurde eine Stunde bei 5° gerührt. Die Lösung wurde mit 100 ml Wasser, 100 ml 5%iger (Gew/Vol) wässriger Natriumbicarbonatlösung und mit 100 ml Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen mit Magnesiumsulfat wurde das Lösungsmittel im Vakuum entfernt und die resultierende gummiartige Masse in 7 ml Chloroform:Äthylacetat (5:1) gelöst. Die Lösung wurde an einer Säule mit 50 g Siliciumdioxidgel chromatographiert, wobei Chloroform:Äthylacetat (5:1) als Eluiermittel verwendet wurde. Die Fraktionen,

die die Titelverbindung enthielten, wurden im Vakuum verdampft. Der gummiartige Rückstand wurde mit Äther behandelt und im Vakuum bei Raumtemperatur getrocknet, wobei man 1,5 g der Titelverbindung erhielt. Die Dünnschichtchromatographie zeigte an,

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dass es sich bei dem Produkt um die Titelverbindung handelte.

Beispiel 2

a) ·

(6R,7R)-7-(R-5-Benzoylamino-5-carboxypentanamido)-3-hydroxy methylceph-5-em-4-carbonsäure--bis-diphenylmethyl-ester

Zu einer Lösung von 6,0 g (10 mMol, 70% Reinheit) Kalium-(6R, 7R)-7-(R-5-amino-5-carboxypentanamido)-3-hydroxymethylceph-3-em-4-carboxylat in 150 ml Wasser wurde eine Mischung von 3,5 ml (30 mMol) Benzoylchlorid und 5 ml Aceton gefügt. Die Mischung wurde 1,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, wobei der pH-Wert durch Zugabe von 50%igem (Gew/Vol) wässrigem Kaliumphosphat auf 8,5 gehalten wurde. Der pH-Wert wurde mit Orthophosphorsäure auf 5,0 eingestellt und'die Lösung wurde mit 100 ml Chloroform extrahiert, um Benzoesäure und Benzoylchlorid zu entfernen. 90 ml Äthylacetat, die 5 g (26 mMol) Diphenyl-diazomethan enthielten, und 10 ml Äthanol wurden zu der wässrigen Lösung gefügt und die Mischung wurde 45 Minuten gerührt; während dieser Zeit wurde der pH-Wert mit·Orthophosphorsäure auf 2,0 eingestellt.

Nach der Abtrennung wurde die Lösungsmittelschicht mit 100 ml 5%iger (Gew/Vol) wässriger Natriumbicarbonatlösung und mit ml Wasser gewaschen.· Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt und die gummiartige Masse in 25 ml Isopropanol bei 30° gelöst. 10 ml Petroläther (Kp.30-40) wurden zugefügt und die Lösung wurde auf - 5° gekühlt. Das Produkt wurde mit 15 ml Petroläther gewaschen und im Vakuum bei Raumtemperatur getrocknet, wobei man 10,5 g der Titelverbindung erhielt.

Die Dünnschichtchromatographie an Kieselgel GF254-Platten unter Verwendung von Chloroform:Aceton!Essigsäure (80:20:1) als Lösungsmittel zeigte an, dass es sich bei dem Produkt tatsächlich um die Titelverbindung mit Vereunreinigungsspuren handelte.

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b) Die folgenden Verbindungen wurden unter Anwendung der Methode von Beispiel 2a) hergestellt, wobei jedoch das Benzoylchlorid ersetzt wurde durch Chlorameisensäure-isobutylester, Chlorameisensäure-2,2,2-trichloräthyl-ester bzw. Benzolsulfonyl-chlorid:

i) (6R,7R)-7-(R-S-Carboxy-S-isobutyloxycarbonylamino-pentanamido)-3-hydroxymethylceph-3-em-4-carbonsäure-bis-diphe~' nylmethyl-ester;

ii) (6R,7R)-7~/R-5-Carboxy-5-(2,2,2-trichloräthoxy-carbonylamino) -pentanamidoy^-hydroxymethylceph-S-em^-carbonsäurebis-diphenylmethyl-ester; und

iii) (6R,7R)-7-(R-5-Benzolsulfonylamino-5-carboxy-pentanamido)- ^-hydroxymethylceph^-em^-carbonsäure-bis-diphenylmethyl· ester.

c) Diphenylmethyl-(6R,7R)-3-chlormethyl-7-(thien~2-ylacetamido) ~ceph~3-em _i -4-carboxylat

Zu einer Aufschlämmung von 9,2 g (43 niMol) Phosphorpentachlorid in 40 ml Dichlormethan vmrden 3,5 ml (44 mMol) Pyridin in 10 ml Dichlormethan gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten gerührt und anschliessend auf - 5° gekühlt. Zu dieser Mischung wurde eine Lösung von 15,0 g (etwa 5 mMol) (6R,7R)-7-(R-5-Benzoylamino-5-carboxypentanamido)-3-hydroxymethylceph-3-em-4-carbonsäure-bis-diphenylmethyl-ester gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten gerührt, wobei die Temperatur 15° erreichte. Die Lösung wurde auf - 10 gekühlt, 40 ml Methanol wurden zugefügt und die Lösung wurde 15 Minuten bei 15 gerührt. Die resultierende Lösung wurde mit 50 ml Yfesser, 100 ml 5^iger (Gew/Vol) wässriger Natriumbicarbonatlösung und 100 ml Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat wurden 2,0 g (12,5 rnllol) Thien-2-ylacetylChlorid zu der Lösung gefügt, worauf 40 ml Ν,Ν-Dimethylacetamid zugefügt wurden und die Mischung wurde

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eine Stunde bei 5° gerührt. Die resultierende Lösung wurde mit 100 ml Wasser, 100 ml 5%iger (Gew/Vol) wässriger Natriumbicarbonatlösung und 100 ml V/asser gewaschen. Nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat wurde das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Die so erhaltene gummiartige Masse wurde in 7 ml Chloroform:Äthylacetat (5:1) gelöst und an einer Säule mit 50 g Siliciumdioxidgel unter Verwendung von Chloroform:Äthylacetat (5:1) als Eluiermittel eluiert. Fraktionen, die die Titelverbindung enthielten, wurden im Vakuum verdampft und die resultierende gummiartige Substanz wurde in 10 ml Isopropanol bei 30 gelöst. Nach dem Kühlen auf - 5 , Waschen mit 5 ml kaltem Isopropanol und Trocknen in Vakuum bei Raumtemperatur erhielt man 1,25 g der Titelverbindung vom F = 120° (Zersetzung).

Die IR-, UV- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

Beispiel 3

Diphenylmethyl-(6R,7R)-7-amino-3-chlormethylceph-3-em-A-carboxylat

Zu einer Aufschlämmung von 5,0 g (23 mMol) Phosphorpentachlorid in 20 ml Dichlormethan wurden 2,1 ml (26 mMol) Pyridin in 6 ml Dichlormethan gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten gerührt und' anschliessend auf - 5° gekühlt. Zu dieser Mischung wurde eine Lösung von 5,5 g (etwa 7 mMol) (6R,7R)-7-(R-5-Benzoylamino-5-carboxypentanamido) ^-hydroxymethylceph^-em-^carbonsäurebis-diphenylmethyl-ester in 20 ml Dichlormethan gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten gerührt, wobei die Temperatur 15° erreichte. Die Lösung wurde auf - 10° gekühlt, 15 ml Methanol wurden zugesetzt und anschliessend wurde die Lösung 15 Minuten bei 15° gerührt. Die resultierende Lösung wurde mit 100 ml Wasser, 100 ml einer 5%igen (Gew/Vol) wässrigen Natriumbicarbo-

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natlösung und 100 ml Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen wurde das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Die so erhaltene gummiartige Masse wurde in Benzol:Äthylacetat (5*1) gelöst und an einer Säule mit 30 g Siliciumdioxidgel eluiert, wobei 5:1 und 2:1 Benzol:Äthylacetat als Eluiermittel verwendet wurden. Die Fraktionen, die die Titelverbindung enthielten, wurden im Vakuum verdampft und der Schaum mit Petroläther (Kp. 40-60°) unter Bildung von 0,5 g der Titelverbindung behandelt .

Die Dünnschicht- und IR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

Beispiel 4

Diphenylmethyl-(6R,7R)O-chlormethyl^-(thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-4-carboxylat

Zu einer Aufschlämmung von 9,2 g (43 mMol) Phosphorpentachlorid in 40 ml Dichlormethan wurden 3,5 ml (44 mMol) Pyridin in 10 ml Dichlormethan gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten gerührt und anschliessend auf - 5 gekühlt. Zu dieser Mischung wurde eine Lösung von 5,7 g (etwa 7 mMol) (6R,7R)-7-(R-5-Benzolsulfonylamino-5-carboxypentanamido) ^-hydroxymethylceph^-em^-carbonsäure-bis-diphenylmethyl-ester in 50 ml Dichlormethan gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten gerührt, wobei die Temperatur 15° erreichte. Die Lösung wurde auf - 10° gekühlt, 40 ml Methanol wurden zugesetzt und die Lösung wurde 15 Minuten bei 15° gerührt. Die resultierende Lösung wurde mit 100 ml V/asser, 100 ml 5%iger (Gew/Vol) wässriger Natriumbicarbonatlösung und 100 ml Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen wurden 2,0 g (12,5 mMol) Thien-2-ylacetyl-chlorid, gefolgt von 40 ml N,N-Dimethylacetamid zu der Lösung zugesetzt und die Mischung wurde eine Stunde bei 5° gerührt. Die resultierende Lösung wurde mit 100 ml Wasser, 100 ml 5%iger (Gev/Vol) wässriger Natriumbicar-

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bonatlösung und 100 ml Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen wurde das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Die so erhaltene gummiartige Masse wurde in 7 ml Chloroform:Äthylacetat (5:1) gelöst und an einer Säule mit.50 g Siliciumdioxidgel unter Verwendung von Chloroform:Äthylacetat (5:1) als Eluiermittel eluiert. Fraktionen, die die Titelverbindung enthielten, wurden im Vakuum verdampft und der Rückstand wurde mit Äther behandelt. Das Produkt wurde gesammelt und im Vakuum getrocknet, wobei man 2,0 g der Titelverbindung erhielt.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

Beispiel 5

a) Diphenylmethyl-(6R,7R)^-chlormethyl-?-(thien-2-ylacetamido) -ceph-3-em-4-carboxylat

Zu einer Aufschlämmung von 9,2 g (43 mMol) Phosphorpentachlorid in 40ml Dichlormethanwurden 3,5 ml (44 mMol) Pyridin in 10 ml Dichlormethan gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten gerührt und anschliessend auf - 5° gekühlt. Zu dieser Mischung wurde eine Lösung von 10 g (etwa 9 mMol) (6R,7R)-7-(R-5-Carboxy-5-isobutyloxycarbonylaminopentanamido)^-hydroxy-methylceph^- em-4-carbonsäure-bis-diphenylmethyl-ester in 50 ml Dichlormethan gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten gerührt, wobei die Temperatur 15° erreichte. Die Lösung wurde auf - 10° gekühlt, 40 ml Methanol wurden zugesetzt und die Lösung wurde 15 Minuten bei 15° gerührt. Die resultierende Lösung wurde mit 50 ml Wasser, 100 ml 5%iger (Gew/Vol) wässriger Natriumbicarbonatlösung und 100 rnl Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat wurden 2 g (12,5 mMol) Thien-2-ylacetylchlorid, gefolgt von 40 ml Ν,Ν-Dimethylacetarnid zu der Lösung zugesetzt und die Mischung wurde eine Stunde bei 5° gerührt. Die reeultie-

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rende Lösung wurde mit 100 ml Wasser, 100 ml 5%iger (Gew/Vol) wässriger Natriumbicarbonatlösung und T)O ml Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat wurde das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Die so erhaltene gummiartige Masse wurde in 7 ml Chloroform:Äthylacetat (5:1) gelöst und an einer Säule mit 50 g Siliciumdioxidgel unter Verwendung von Chloroform: Äthylacetat (5:1) als Eluiermittel eluiert. Fraktionen, die die Titelverbindung enthielten, wurden im Vakuum verdampft und die resultierende gummiartige Masse wurde mit Äther behandelt und im Vakuum bei Raumtemperatur getrocknet, wobei man 4,0 g der Titelverbindung erhielt.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

b) Diphenylmethyl-(6R,7R)-3-.1odmethyl~7-(thienyl-2-ylacetamido) -ceph-3~ern-4-carboxylat

Zu einer Lösung von 4,0 g Diphenylmethyl-(6R,7R)-3-chlormethyl-7~(thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-4-carboxylat in 50 ml Aceton wurden 3 g (20 mMol) Natriumiodid gefügt und die Mischung wurde zwei Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösung wurde in Salzlösung gegossen und mit 100 ml Äther extrahiert. Das Lösungsmittel wurde mit 25 ml 10biger (Gew/Vol) wässriger Natriumthiosulfatlösung, 100 ml Wasser und 100 ml Salzlösung gewaschen. Nach dem Trocknen wurde der Äther im Vakuum entfernt und der resultierende Schaum wurde mit Petroläther (Kp. 40-60°) unter Bildung von 2,7 g der Titelverbindung behandelt.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

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c) Diphenylmethyl-(6R,7R)-N-/7-(thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-3-ylmethy 1/ -pyridinium- nodid-4-carboxylat

2,5 g Diphenylmethyl-(6R,7R)-3-jodmethyl-7-(thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-4-car"boxylat wurden in 10 ml Pyridin gelöst und bei Raumtemperatur 5 Minuten gerührt. 30 ml Äther wurden zugesetzt und die Ausfällung gesammelt, mit Petroläther gewaschen und im Vakuum getrocknet, wobei man 1,6 g der Titelverbindung erhielt.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

d)(6R_c7R)-N-/^>7-(2-Thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-3-yl-methyl7-pyridinium-trifluoracetat-4-carbonsäure

Eine Lösung von 1 g Diphenylmethyl-(6R,7R)-N-/?-(thien-2-ylac'etamido)-ceph^-em^-ylmethylZ-pyridinium-'godid^-carboxylat in 5 ml Dichlormethan und 3 ml Trifluoressigsäure wurde eine Stunde bei 5° gerührt, 25 ml Äther wurden zugesetzt und die Ausfällung" wurde gesammelt, gewaschen und im Vakuum getrocknet, wobei man 1g der !Ditelverbindung erhielt.

e) (6R₁7R) -Ν-Γ7- (Thien-2-ylacetamido)-pyridinium-hydronitrat-4-c'arbonsäure

(6R,7R)-N~/7»(Thienyl-2-ylacetamido)-ceph-3-em-3-ylmethyl7-pyridinium-trifluoracetat-4-carbonsäure wurde in 1% Pyridin-. Wasser gelöst und auf Aluminiumoxid, Zeokarb 225- und Deacidite FF-Säulen unter Verwendung von 1% Pyridin-V/asser als Eluiermittel eluiert. Salpetersäure wurde zu dem Eluat, das mit Äthylacetat gesättigt war, gefügt und die Lösung wurde eine Stunde bei 5,° gelagerte Die Titelverbindung wurde abfiltriert, mit Aceton gewaschen und im Vakuum getrocknet.

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Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

f) (6R_t7R)-N"-/7-(Thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-3-yl~methyl7-pyrldinium-4-carbonsäure

0,2 g (0,42 mMol) (6R,7R)-N-/?-Thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-3-ylmethyl7-pyridinium-hydronitrat-4-carbonsäure wurden in einer Mischung von 0,5 ml Wasser und 0,5 ml Aceton, die 0,16 ml Triethylamin enthielt, bei Raumtemperatur gelöst. 5 ml Aceton wurden langsam zugefügt und das ausgefällte kristalline Material wurde abfiltriert und mit 3 ml Aceton gewaschen, wobei man 0,15 g der Titelverbindung erhielt.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

Beispiel 6

Diphenylmethyl-(6R_>7R)-3-chlormethyl-7-(thien-2-yl-acetamido)-ceph-3-em-4-carboxylat

Zu einer Aufschlämmung von 9,2 g (43 mMol) Phosphorpentachlorid in 40 ml Dichlormethan wurden 3,5 ml (44 mMol) Pyridin in 10 ml Dichlormethan gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten gerührt und anschliessend auf - 5° gekühlt. Zu dieser Mischung wurde eine Lösung von 6,5 g (etwa 8 mMol) (6R,7R)-3-Hydroxymethyl-7-(R-5-carboxy-5-trichloräthoxycarbonylaminopentanamido)-ceph-3-em-4-carbonsäure-bis-diphenylmethyl-ester in 50 ml Dichlormethan gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten gerührt,, wobei die Temperatur 15° erreichte. Die Lösung wurde auf - 10° gekühlt, 40 ml Methanol wurden zugefügt und die Lösung wurde 15 Minuten bei 15° gerührt. Die resultierende Lösung wurde mit 100 ml Wasser,

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100 ml 5%iger (Gew/Vol) wässriger Natriumbicarbonatlösung und 100 ml Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen wurden 2,0 g (12,5 mMal) Thien-2-ylacetylchlorid, gefolgt von 40 ml N,N-Dimethylacetamid zu der Lösung gefügt und die Mischung wurde eine Stunde bei 5° gerührt. Die resultierende Lösung wurde mit 100 ml Wasser, 100 ml 5%iger wässriger Natriumbicarbonatlösung und 100 ml Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen wurde das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der so erhaltene gummiartige Rückstand wurde.in 7 ml Chloroform:Äthylacetat (5:1) gelöst und auf einer Säule mit 50 g Siliciumdioxidgel unter Verwendung von Chloroform:Äthylacetat (5:1) als Eluiermittel eluiert. Fraktionen, die die Titelverbindung enthielten, wurden im Vakuum verdampft und der resultierende Schaum wurde mit Petroläther (Kp. 40-60°) behandelt. Das Produkt wurde gesammelt, gewaschen und im Vakuum getrocknet, wobei 2,1 g der Titelverbindung erhielt.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

Beispiel 7 ■« ·■· -·· ■··■·· ··-'-- ·■ · · ··■·· ·■■■ ·■■ . ■ - -· · ··-■

a) Diphenylmethyl-(1S, 6R_t 7R)-3-chlormethyl-7-(thien-2-ylacetamido) -ceph-^-em^-carboxylat-i -oxid

Zu einer Aufschlämmung von 13,0 g (62 mMol) Phosphorpentachlorid in 40 ml Dichlormethan wurden 5 ml (62 mMol) Pyridin in 10 ml Dichlormethan gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten bei 20° gerührt und anschliessend auf - 5° gekühlt. Zu dieser Mischung wurde eine Lösung von 20 mMol (6R,7R)-7-/R-5-Carboxy~5-(2,2,2-trichloräthyloxycarbonylamino)-pentanamidq7-3-hydroxymethyl-ceph-3-em-4-carbonsäure-bis-diphenylmethyl-ester in 75 ml Dichlormethan gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten gerührt, wobei die Temperatur 15° erreichte. Die Lösung wurde auf -

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gekühlt, 70 ml Methanol wurden zugesetzt und die Lösung wurde 15 Minuten bei 15° gerührt und anschliessend mit 100 ml Wasser gewaschen. 4g (25 mMol) Thien-2-ylacetyl-chlorid und 80 ml Ν,Ν-Dimethylacetamid wurden zu der abgetrennten Dichlormethanlösung gefügt und die Mischung wurde 15 Minuten bei 5° gerührt, Nach dem Waschen mit Wasser (2 χ 100 ml) wurden 7 ml (40 mMol) Peressigsäure (38$ Gew/Vol.wässrige Lösung) zugesetzt und die Mischung wurde 15 Minuten gerührt und mit Wasser (2 χ 100 ml) gewaschen. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, 100 ml heisses (70°) Methanol wurden zugefügt und das Produkt wurde kristallisieren gelassen. Nach dem Kühlen auf Raumtemperatur wurde das Produkt filtriert und mit 50 ml Methanol gewaschen, wobei man 7*1 g der Titelverbindung erhielt.

Die IR-, HMR- und mikroanalytischen Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

b) Diphenylmethyl-(1S_t6R,7R)-3-.iodmethyl-7-(thien-2~ylacetamido>-ceph-3-em-4-carboxylat-1-oxid

Eine Lösung von 4 g (72 mMol) Diphenylmethyl-(1S,6R,7R)-3-chlormethyl-7-(thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-4-carboxylat-1-oxid in 100 ml Aceton, die 4 g (26,6 mMol) Natriumiodid enthielt, wurde zwei Stunden bei Raumtemperatur gerührt, worauf das Lösungsmittel im Vakuum entfernt wurde. Das resultierende öl wurde zwischen 100 ml Dichlormethan und 75 ml Wasser aufgeteilt. Die Lösungsmittelschicht wurde mit 15 ml 1Obiger (Gew/Vol) wässriger Natriumthiosulfatlösung und mit 100 ml Wasser gewaschen und wurde anschliessend zur Trockne verdampft, wobei man 4,7 g der Titieverbindung erhielt.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Ti telverbindung.

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c) Diphenylmethyl-(1S,6R ₁7R)-N- Cl-( thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-3-ylmethylJ-pyridinium-_ljodid-4-carboxylat-1-oxid

2,5 g (3,9 mMol) Diphenylmethyl-(1S,6R,7R)-3-jodmethyl-7-(thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-4-carboxylat-1-oxid wurden in 15 ml Di chlorine than gelöst, das 2 ml (24 mMol) Pyridin enthielt, und die Lösung wurde zehn Minuten gerührt. 25 ml Äther wurden zugesetzt und die resultierende Ausfällung wurde abfiltriert und mit 15 ml Äther gewaschen, wobei man 2,5 g der Titelverbindung erhielt.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten- die Struktur als die der Titelverbindung.

d) Diphenylmethyl-(6R,7R)-N-/?-(thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-5-ylmethy!L7-pyridinium-^odid-4-carboxylat

2 g(2,76 mMol) Diphenylmethyl-(1S,6R,7R)-N-Cl-(thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-3-ylmethyl7-pyridinium-oodid-4-carboxylat-1-oxid wurden in 20 ml Dichlormethan und 5 ml Aceton, die 0,45 ml (5 mMol) Phosphortrichlorid enthielten, gelöst und die Lösung wurde 90 Minuten bei 5° gerührt ·. Die Mischung wurde anschliessend mit 50 ml Wasser, 50 ml 5%iger (Gew/Vol) wässriger Natriumbicarbonatlösung und 50 ml Wasser gewaschen. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, wobei man 1,8 g der Titelverbindung erhielt.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

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e)(6R,7R)~N~/V-ThJ.en-2-ylacetamldo)-ceOh"3-em-3--ylmethyl7-pyridinium-hydronitrat-4-carbonsäure

1 g (1,4 mMol) Diphenylmethyl-(6R,7R)-N-/Y-(thien-2-ylacetamido)-ceph-3-era-3-ylniethyl7-pyridinium-jodid-4-carboxylat vairde in einer Mischung von 20 ml Chloroform und 10 ml Ameisensäure, die 0,05 g p-Toluolsulfonsäure-Monohydrat enthielt, gelöst und die Lösung wurde 150 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösung wurde mit 15 ml V/asser extrahiert und die wässrige Phase wurde mit 100 ml Chloroform, das 50 ml Amberlite LA2-Harz enthielt, gewaschen. 2 ml 4n-Salpetersäure wurden anschliessend zu der wässrigen, mit Äthylacetat bedeckten Lösung gefügt. Das resultierende kristalline Produkt wurde abfiltriert und mit 5 ml Aceton gewaschen, wobei man 0,415 g der Titelverbindung erhielt.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

f) (6R,7R)-N-/?-(Thlen-2-ylacetamido)- pyridinium-4-carbonsäure

0,4 g (0,84 mMol) (6R,7R)-N-/7-(Thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-3-ylmethyl7-pyridinium-hydronitrat-4-carbonsäure wurden in einer Mischung von 1 ml Wasser und 1ml Aceton, die 0,32 ml Triäthylamin enthielt, bei Raumtemperatur gelöst. 10 ml Aceton wurden langsam zugefügt und das resultierende kristalline Material wurde abfiltriert und mit 5 ml Aceton gewaschen, wobei man 0,30 g der Titelverbindung erhielt.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung. '

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Beispiel 8

Diphenylmethyl-(1S. 6R ,7R)-S-chlormethyl-?-(thien-2-ylacetamido)■ ceph-3-em-4-carboxylat-1-oxid

Eine Aufschlämmung von 15 g (62 mMol) Phosphorpentachlorid in 20 ml Dichlormethan wurde zu einer Lösung von 17,5 g (18 mMol) (6R,7R)-7-^-5-CaTbOXy-S-(2,2,2-trichloräthoxycarbonyl-aminopentanamido^^-hydroxymethyl-eeph^-em^-carbonsäurebis-diphenylmethyl-ester in 75 ml Dichlormethan gefügt, die 8 ml (63 mMol) Dimethylanilin enthielt. Die Mischung wurde 15 Minuten bei 15° gerührt und anschliessend auf - 10° gekühlt. 75 ml Methanol wurden zugesetzt und die Lösung wurde 15 Minuten bei 15° gerührt und anschliessend mit Wasser (2 χ 100 ml) gewaschen.

2,75 ml (22 mMol) Thien-2-^ylacetylchlorid und 6 ml (85 mMol) Propylenoxid wurden zu der abgetrennten Dichlormethanlösung gefügt und die Mischung wurde 15 Minuten bei 5° gerührt. Nach dem Waschen mit Wasser (2 χ 100 ml) wurden 4 ml (22,8 mMol) Peressigsäure (38&Lge, Gew/Vol, wässrige Lösung) wurden zugesetzt und die Mischung wurde 15 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösung wurde mit Wasser (2 χ 100 ml) gewaschen, das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt und 100 ml heisses (70°) Methanol wurden zugesetzt. Nach dem Kühlen auf Raumtemperatur wurde das Produkt filtriert und mit 50 ml Methanol unter Bildung von 4,8 g der Titelverbindung gewaschen.

Die IR- und NliR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

Beispiel 9

1-Phenyläthyl-(iS_t6R,7R)-3-chlormethyl-7-(thien-2-ylacetamido)· ceph-3-em-4-carboxylat-1-oxid

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10 g (etwa 10 mMol) (6R,7R)-7-/R-5-Carboxy-5-(2,2,2-trichloräthoxycarbonylamino)-pentanamido^-3-hydroxymethylceph-3-em-4-carbonsäure-bis-1-phenyläthyl-ester wurden in Übereinstimmung mit dem Verfahren von Beispiel 7a) unter Bildung von 3,5 g der Titelverbindung umgesetzt.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

Beispiel 10

Diphenylmethyl(1S_>6R_t7R)-3-chlorrnethyl-7-(thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-4-carboxylat-1-oxid

18 g (20 mMol) (6R,7R)-7-/R-5-Carboxy~5-(2,2,2-trichloräthoxycarbonylamino)-pentanamidq/-3-hydroxymethyl-ceph-3-em-4-carbonsäure-bis-diphenylmethyl-ester wurden in Übereinstimmung mit dem Verfahren von Beispiel 7a) umgesetzt, wobei jedoch das imid-halogenid-bildende Reagens eine Aufschlämmung von 4,25 g (20 mMol) Phosphorpentachlorid und 1,7 ml (21 mMol) Pyridin in 50 ml Dichlormethan war und die Spaltung unter Verwendung von 20 ml Butan-1,3-diol in 30 ml Dichlormethan anstelle von Methanol durchgeführt wurde, wobei man 4,7 g der Titelverbindung erhielt.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

Beispiel 11

Diphenylmethyl-(1S,6R,7R)-3-chlormethyI-7-(thien-2-ylacetamido) ■ ceph-3-em-4-carboxylat-1-oxid

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12,9 g (16,6 mMol) (6R,7R)-7-(R-5-Carboxy-5-äthoxycarbonylamino-pentanamido)-S-hydroxymethylceph^-em^-carbonsäure-bisdiphenylmethylester wurden in Übereinstimmung mit dem Verfahren von Beispiel 7a) umgesetzt, wobei.jedoch die Spaltung unter Verwendung von 20 ml Butan-1,3-diol in 30 ml Dichlormethan anstelle von Methanol durchgeführt wurde; man erhielt 2,6 g der Titelverbindung.

Die IR- und NMR-Daten bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

Beispiel 12

D i-phenylmethyl- (1S, 6R,7R)-3-chlormethyl-7-(thien-r2-ylacetamido)-ceph-3-em-4-carboxylat-1-oxid

3,9 g (7,5 mMol) Diphenylmethyl-(6R,7R)-3-hydroxymethyl-7-(thien-2-ylacetamido)-ceph-3-em-4-carboxylat in 30 ml Dichlormethan

wurden in Übereinstimmung mit dem Verfahren von Beispiel 7a) umgesetzt, v/obei die in Beispiel 7a) angegebenen Reagensmengen halbiert wurden; man erhielt 2,2 g der Titelverbindung.

Ein Teil des Produkts wurde aus heissem Methanol umkristallisiert. Die IR- und NMR-Daten 'dieser Verbindung bestätigten die Struktur als die der Titelverbindung.

Beispiel 13 ·

(6R₁7R)-3-(5-Methyl-1,3,4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)-7-tetrazol-1-ylacetamido)-ceph-3-em-4-carbonsäure

Eine Lösung von 19 g (20 mMol) (6R,7R)-7-/R-5-Carboxy-5-(2,2,2-äthoxycarbonylamino) -pentanamido/^-hydroxymethyl-ceph^-em-^

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carbonsäure-bis-diphenylmethyl-ester in 50 ml Dichlormethan wurde mit 13g (62 mMol) Phosphorpentachlorid und 5 ml (62 mMol) Pyridin und anschliessend mit Methanol wie in Beispiel 7a) behandelt. Die resultierende Dichlormethanlösung von Diphenylm ethyl- (6R, 7R) ^-amino^-chlormethylceph-o-em-^carboxylat wurde über Magnesiumsulfat getrocknet. Zu dieser Lösung wurden 2,56 g (20 mMol) Tetrazol-1-ylessigsäure und 1,6 ml (20 mMol) Pyridin gefügt. Die Mischung wurde 15 Minuten bei 0-5° gerührt, anschliessend mit V/asser (3 x 150 ml ) gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Zu einem halben Teil dieser Dichlormethanlösung wurden 1,34 g (10 mMol) 2-Mercapto-5-methyl-1,3,4-thiadiazol und 3 ml (43 mMol) Propylenoxid gefügt und die Lösung wurde eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösungvnrde mit Wasser (3 x 150 ml) gewaschen und anschliessend über Magnesiumsulfat getrocknet. Die trockene Lösung wurde mit einem Überschuss von Äthylalkohol verdünnt und anschliessend filtriert, wobei man 1,5 g des Diphenylmethylesters der Titelverbindung erhielt. 1 g des Produkts wurde in einer Mischung von 25 ml Chloroform und 15 ml Ameisensäure, die 0»3 g p-Toluolsulfonsäure enthielten, gelöst. Die Lösung wurde drei Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschliessend wurde Wasser zugesetzt und die Mischung filtriert, wobei man 0,35 g der Titelverbindung erhielt.

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Claims

Paten tan Sprüche

Verfahren zur N-Entacylierung einer 7-Acylamido-3-hydroxymethyl-cephalosporin-Verbindung, dadurch gekennzeichnet , dass man

A) ein Esterderivat dieser Verbindung, in der o^egli°he reaktive Gruppen außer der 3-Hydroxy-methyl-Gruppe

blockiert sind, mit einem imid-halogenidbildenden Reagens in Anwesenheit einer Base in Kontakt bringt,

B) das Produkt von A) mit einer iminoäther-bildenden Verbindung in Kontakt bringt und

C) das Produkt von B) zur Bildung eines 7-Amino-3-halogenmethyl-cephalosporins spaltet.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als imid-halogenid-bildendes Reagens Phosphorpentachlorid verwendet wird.
3. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Imid-halogenid-Bildung ·Ίη Anwesenheit eines tertiären Amins durchgeführt wird.
4. Verfahren gernäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass " als tertiäres Amin Pyridin verwendet wird.
5. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man als iminoäther-bildende Verbindung ein niedrig-Alkanol oder ein Diol der Formel

HO - R² - OH
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verwendet, worin R eine zweiwertige Alkylen- oder Cycloalkylengruppe mit 2, 3 oder 4 Kohlenstoffatomen in der die Sauerstoffatome verbindenden Kohlenstoffkette ist.
6. Verfahren gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als niedriges Alkanol Methanol verwendet wird.
7. Verfahren gemäss Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung B) in Anwesenheit einer im wesentlichen wasserfreien Säure durchgeführt wird.
8. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung C) durch Hydrolyse unter sauren Bedingungen durchgeführt wird.
9. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Ausgangs-Ester-Derivat vorhandene esterbildende Gruppe "bzw. Gruppen ausgewählt wird bzw. werden aus Aralkylgruppen wie niedrige Alkylgruppen mit einem oder zwei carbocyclischen oder heterocyclischen Arylsubstituenten in der 1-Stellung umfassen.
10. Verfahren gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die veresternde Gruppe oder Gruppen Diphenylmethylgruppen umfassen.
11. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Y-Acylamido-S-hydroxymethyl-cephalosporin-Verbindung ein N-blockiertes Derivat von Desacetylcephalosporin-C ist.
12. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Halogenaustauschreaktion einschliesst bzw. dass eine Halogenaustauschreaktion folgt.

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13* 7-Amino-3-&a.logenmethyl-cephalosporin-ester, hergestellt gemäss dem Verfahren eines der vorhergehenden Patentansprüche.
14. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass man einen 7-Amino-3-halogenmethyl-cephalospörin-ester, hergestellt gemäss einem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 12, den Stufen einer Acylierung, Umsetzung mit einem Nukleophil und Esterspaltung in jeder gevrtinschten Folge zur Erzielung eines Cephalosporin-AntiMoticums unterzieht.
15. Cephalosporin-Antibiotica, hergestellt gemäss Anspruch 14.
16. Cephaloridin, hergestellt gemäss Anspruch 14.
17. Cefazolin, hergestellt gemäss dem Verfahren von Anspruch 14.

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