DE2442702C2

DE2442702C2 - Cephalosporinverbindungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und antibakterielle Mittel, die diese Verbindungen enthalten

Info

Publication number: DE2442702C2
Application number: DE2442702A
Authority: DE
Inventors: William J. Fayetteville N.Y. Gottstein; Alphonse P. Baldwinsville N.Y. Granatek; Murray A. Syracuse N.Y. Kaplan
Original assignee: Bristol Myers Co
Current assignee: Bristol Myers Co
Priority date: 1973-09-07
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1983-07-14
Also published as: IE40517L; DK144189B; ZA745326B; AU7284974A; IE40517B1; SE423632B; CA1031325A; YU236574A; FR2242986B1; US3910899A; DK473274A; CH611627A5; JPS5062991A; HU171232B; SE7411147L; FI260274A7; NL7411739A; GB1447159A; FR2242986A1; DE2442702A1

Description

C—CH₂-S-R

Ν—Ν

C COOH

—( J S

oder

-I_x

20

CH,OH

besitzt; oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon.

2. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise eine Verbindung der Forme!

S ^ω

H₂N'

CH₂-S-R

35 worin R die obigen Bedeutungen besil?:, oder ein Salz oder einen leicht hydrolysierbaren Ester davon mit einem Acylierungsmittel für eine primäre Aminogruppe umsetzt, wobei das Acylierungsmittel die Einheit

aufweist, worin B'eine Blockierungsgruppe darstellt, und anschließend die Blockierungsgruppe entfernt. 3. Antibakterielles Mittel, gekennzeichnet durch einen Gehatt an einer der Verbindungen nach Anspruch 1, in Kombination mit pharmazeutisch verträglichen Trägern und Zusatzstoffen.

Die Erfindung betrifft Cephalosporinverbindungen der Formel CH₂NH₂

CH₂-C —NH

worin R die Bedeutung

Ν —Ν

oder

-CH₃OH

besitzt und ihre pharmazeutisch verträglichen Salze, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und antibakterielie Mittel, die diese Verbindungen enthalten.

Die erfindungsgemäßen Cephalosporine sind bei der Behandlung bakterieller Infektionen insbesondere durch parenteral Verabreichung wertvoll.

Die Cephalosporine stellen eine wohlbekannte Gruppe halbsynthetischer antibakterieller Mittel dar.

die ursprünglich beispielsweise durch Acylieren der 7-Aminogruppe des 7-Aminocephalosporansäure-Grundkörpers (7-ACA) und später durch ähnliche Acylierung von hieraus, beispielsweise durch Modifizierung des Substituenten in der 3-Position, abgeleiteten Grundkörpern hergestellt wurden. Zahlreiche Übersichtsartikel sind in der wissenschaftlichen Literatur (beispielsweise Cephalosporins and Penicillins - Chemistry and Biology, herausgegeben von Edwin H. Flynn, Academic Press, New York 1972 und insbesondere Seiten 554 bis 569) und in der Patentliteratur, beispielsweise in den US-Patentschriften 36 87 948 und 37 41 965, erschienen.

Zu den Salzen der erfindungsgemäßen Verbindungen gehören Carbonsäuresalze, einschließlich nicht-toxi-

scher Metallsalze, wie den Natrium-, Kalium-, Calctum- und Aluminiumsaik-n, dem Ammoniumsalz und substituierten Ammoniumsalzen, beispielsweise Salze nicht-toxischer Amine, wie TriaJkylamine, einschließlich Triethylamin, Procain, Dibenzylamifl, N-Benzylbetaphenäthylamin, l-Ephenamin, N,N'~Dibenzyläthylendiamin, Dehydroabietylamin, N,N'-bis-Dehydroabietyläthylendiamin, N-(niedrig)-A]kylpiperidine, beispielsweise N-Äthylpiperidin und andere Amine, die zur Bildung von Salzen mit Benzylpenicillin verwendet werden; und in allen Fällen die nicht-toxischen Säureadditionssalze davon (das heißt die Aminsalze) einschließlich der Mineralsäureadditionssalze, wie dem Hydrochlorid, Hydrobromid, Hydrojodid, Sulfat, Sulfamat und Phosphat und den organischen Säureadditionssalzen, wie dem Maleat, Acetat, Citrat, Oxalat, Succinat, Benzoat, Tartrat, Fumarat, Malat, Mandelat, Ascorbat.

Die Erfindung umfaßt auch die zwitterionischen Formen der erfindung^emäßen Verbindungen.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden gemäß der Erfindung hergestellt, indem man in an sich bekannter Weise eine Verbindung der Formel

^ΗΐΝΊ-ί Ι

J N J-CH₂-S-R

COOH

worin R die obigen Bedeutungen be&zt (oder ein Salz oder einen leicht hydrolysierbarvn Ester, einschließlich der gemäß der US-Patentschrift 32 84 ■? 1 und der britischen Patentschrift 12 29 453 oder irgendeinem der in der US-Patentschrift 32 49622 zur Verwendung bei 7-AminopenicilIansäure beschriebenen und in der britischen Palentschrift 10 73 530 verwendeten), mit einer bestimmten Säure oder ihrem funktioneilen Äquivalent als Acylierungsmittel für eine primäre Aminogruppe umsetzt und anschließend die Blockierungsgruppe entfernt, wobei das gewünschte Produkt erhalten wird. Diese Säure besitzt die Formel

CH₂NHB

CH₂COOH

worin B eine Blockierungsgruppe des Typs darstellt, der entweder bei Peptidsynthesen oder bei irgendeiner der zahlreichen Synthesen von ff-Aminobenzylpenicillin aus 2-Phenylglycin gebraucht wird. Besonders wertvolle Blockierungsgruppen sind ein Proton, wie in der Verbindung der Formel

	CH	/	CH	2NH₂	HCI
A
]	\	O
x/	Il
	2C—	Cl

oder ein j?-Diketon wie in der britischen Patentschrift 1123 333, beispielsweise Acetessigsäuremethylester, wobei in diesem Fall die Säure, die die blockierte Aminogruppe enthält, vorzugsweise in ein gemischtes Anhydrid/beispielsweise mit Äthylchlorformiat vor der Reaktion mit der Verbindung II oder einem Salz davon überführt wird, um nach der Säurespaltung das gewünschte Produkt I zu bilden.

Über die obige Diskussion der bei der freien Aroinogruppe der Seitenkettensäure während ihrer Kupplung mit Verbindung II verwendeten Blockierungsgruppen hinaus, wird iiie Blockierungsgruppe dann entfernt, wobei sich die erfindungsgemäßen Produkte bilden,

ίο beispielsweise wird die tert-Butoxycarbonylgruppe durch Behandeln mit Ameisensäure entfernt, die Carbobenzyloxygruppe wird durch katalytisch^ Hydrierung entfernt, die 2-Hydroxy-l-naphthcarbonylgruppe wird durch saure Hydrolyse und die Trichloräthoxycarbonj'igruppe wird durch Behandeln mit Zinkstaub in Eisessig entfernt Es ist offensichtlich, daß auch andere funktionell äquivalente Blockierungsgruppen für eine Aminogruppe verwendet werden können und solche Gruppen fallen in den Rahmen der Erfindung.

Bezüglich der zur Kupplung mit Verbindung II zu verwendenden Säure, gehören somit zu funktioneilen Äquivalenten die entsprechenden Säurc-anhydride, einschließlich gemischter Anhydride und insbesondere die aus stärkeren Säuren, wie den niedrigeren aliphatischen Monoestern der Kohlensäure oder von Alkyl- und Arylsulfonsäuren und aus stärker gehinderten Säuren, wie Diphenylessigsäure hetgestellten gemischten Anhydride. Weiterhin kann ein Säureazid oder ein aktiver Ester oder Thioester (z. B. mit p-NitrophenoI, 2,4-Dinitrophenol, Thiophenol, Thioessigsäure) verwendet werden, oder die freie Säure selbst kann mit der Verbindung II gekuppelt werden, nachdem zuerst die freie Säure mit N.N'-Dimethylchlorformiminiumchlorid (siehe britische Patentschrift 1008 170 und Novak und Weichet, Experientia XXI/6, 360 [1965]) umgesetzt worden ist, oder es können Enzyme oder ein N,N'-Carbonyldiimidazo! oder ein Ν,Ν'-Carbonylditriazol (siehe südafrikanische Patentschrift 63/2684) oder ein Carbodiimidreaktionsmittel (insbesondere N,N'-Dicyclo-

·"> hexylcarbodiimid, Ν,Ν'-Diisopropylcarbodiimid oder N-CycIohexyl-N'-i^-morpholinoäthyOcarbodiimid (siehe Sheehan und Hess, J. Amer. Chem. Soc. 77, Seite 1067 [1955]) oder ein Alkinylaminreaktionsmittel (siehe R. Buyle und H. G. Viehe, Angew. Chem. Inter-

■>> national Edition 3,582 [1964] oder ein Ketenimimreaktionsmittel (siehe C. L. Stevens und M. E. Monk, J. Amer. Chem. Soc. 80, 4065 [1958]) oder ein Isoxazoliumsalzreaktionsmittel (siehe R. B. Woodward, R. A. Olofson und H. Mayer, J. Amer. Chem. Soc. 83, 1010

">» [1961]) verwendet werden. Ein weiteres Äquivalent des Säurechlorids ist ein entsprechendes Azolid, das heißt ein Amid der entsprechenden Säure, dessen Amidstickstoff ein Glied eines quasi aromatischen 5gliedrigen Ringes mit mindestens 2 Stickstoffatomen, das heißt

5' Imidazol, Pyrazol, die Triazole, Benzimidazol, Benzotriazol und deren substituierte Derivate, ist. Als Beispiel für ein allgemeines Verfahren zur Herstellung eines Azolids wird Ν,Ν'-Carbonyldiirnidazol mit einer Carbonsäure in äquimolaren Verhältnissen bei Raumtem-

m> peratur in Tetrahydrofuran, Chloroform, Dimethylformamid oder einem ähnlichen inerten Lösungsmittel zum Carbonsäureimidazolid in praktisch quantitativer Ausbeute unter Freisetzung von Kohlendioxid und einem Mol Imidazol umgesetzt. Dicarbonsäuren erge-

f>^r> ben Diimidazolide. Das Nebenprodukt, Imidazol. fällt aus und kann abgetrennt werden und das Imidazolid kann isoliert werden, jedoch ist dies nicht wesentlich. Die Methoden zur Durchführung dieser Reaktionen zur

15

Herstellung eines Cephalosporins und die zur Isolierung des so hergestellten Cephalosporins gebrauchten Methoden sind aus dem Stand der Technik wohl bekannt

Bei der Behandlung von Bakterieninfektionen bei 5 Menschen werden die erfindungsgemäßen Verbindungen parenteral gemäß gebräuchlichen Vorschriften für die Verabreichung von Antibiotika in einer Menge von ungefähr 5 bis 200 mg/kg/Tag und vorzugsweise ungefähr 5 bis 2C mg/kg/Tag in aufgeteilter Dosierung, beispielsweise drei- oder viermal täglich, verabreicht. Sie werden in Dosiseinheiten verabreicht, die beispielsweise 125 oder 250 oder 500 mg aktiven Bestandteil zusammen mit geeigneten physiologisch verträglichen Trägern oder Bindemitteln enthalten. Die Dosierungseinheiten liegen in Form flüssiger Präparationen, wie Lösungen oder Suspensionen, vor.

Bestimmte in 3-Stellung substituierte 7-[<K2-Aminomethylphenyl)-acetamido]cephalosporansäurederivate (A; vergleiche niederländische Patentschrift 72/06326 stellen eine Serie von Cephalosporin für parenteralen Gebrauch dar, die sehr wirksame Derivate mit einem breiten Aktivitätsspektrum darstellen. Ihn. beschränkte Wasserlöslichkeit (< 2 mg/ml) hat jedoch Kritallurie hervorgerufen, selbst wenn die Antibiotika als leichtdissoziierbares, lösliches Derivat parenteral verabreicht worden sind. Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ebenso aktive Verbindungen zu erhalten, die eine höhere Wasserlöslichkeit als die zwitterionische Form aufweisen und die keine Kristallurie hervorrufen.

Zu den oben genannten Cephalosporin der NL 72/ 06326 gehören Verbindungen der Formel

CH₂NH₂

CH₂NHj

CH₂CO-N

(A)

CH₂-S-R

CO₂H

insbesondere worin R die Bedeutung

N N

CH₃

(MR-S 94)

oder N-N

-CH₃

(MR-S 96)

besitzt.

Die Aufgabe der Erfindung wird somit durch die Schaffung einer Säure der Formel gelöst:

S
CH₂C-NH-CH-CH CH₂

Il III

O C N C-CH₂-S-R

C
COOH

worin R die Bedeutungen

_N_N N-N

—( j oder -X JLcH₂OH

hat; oder ein nicht-toxisches, pharmazeutisch verträgliches Salz davon.

Löslichkeiten
Die Löslichkeiten wurden in 0,1 m PhosphatpufTer von pH 7,0 bestimmt.

CH₂NH₂

CH₂CO-NH

CH₂-S-R

COOH

Bezeichnung

R =

Löslichkeit

MR-S94

MR-S96

BL-S 685

N-N

Il Il

4 .^Ä

n'
CH,

Ν —Ν

N-N

1,9 mg/ml

CH,

(niederländische Patentschrift
72/06326)

0,9 mg/ml

2,35 mg/ml

(niederländische Patentschrift
72/06326)

BL-S 690

N-N

CH,OH

2,23 mg/ml

Herstellung von Ausgangsmaterialien
Meth.yl-0-brommethylphenylacetat

Eine Mischung von 82,0 g (0,50 Mol) Methyl-o-methylphenylacetat, 89.0 g (0,50 Mol) N-Bromsuccinimid, 1,0 g Benzoylperoxid und 800 ml Tetrachlorkohlenstoff wird 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt, während man mit einer 750-Watt-Lichtquelle bestrahlt. Das Succinimid entfernt man durch Filtrieren, das Lösungsmittel wird aus dem Filtrat entfernt, und der Rückstand wird im Vakuum destilliert, wobei man 90,1 g (74%) Produkt mit Schmelzpunkt 95 bis 105°C (0,4 mm) erhält; NMR (CCl₄) Singuletts bei r 2,85 (4 H), 5,50 (2 H), 6,31 (2 H) und 6,38 (3 H).

o-Azidomethylphenylessigsäure

Eine Mischung von 90,1 g (0,371 Mol) Methyl-obrommethylphenylacetat, 26,0 g (0,40 Mol) Natriumazid und 750 ml 10%iges wäßriges Aceton wird 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Lösungsmittel entfernt man unter vermindertem Druck und den Rückstand behandelt man mit 300 ml Äther und 100 ml Wasser. Das nach Trocknung und Konzentrieren der Ätherlösung erhaltene rohe Methyl-o-azidomethylphenylacetat (74,8 g) wird in 150 mi Methanol gelöst. Diese Lösung kühlt man in Eis und behandelt mit 150 ml 3-nmethanolischem Natriumhydroxid. Die Mischung läßt man bei Raumtemperatur 1 Stunde stehen, konzentriert dann zur Trockne und löst den Rückstand in Wasser.

Die wäßrige Lösung wird angesäuert, das Produkt wird 4> durch Filtrieren gesammelt, getrocknet und aus Äthylacetat-n-Hexan umkristallisiert, wobei man 49,5 g (70%) der Säure mit Schmelzpunkt 116 bis 118° erhält; NMR (CDCI₃) scharfe Singuletts bei r 2,75 (4H), 5,63

(2H) und 6,28 (2H);
><> v^f 2100 und 1700 cm"¹.

o-Aminomethylphenylessigsäure

Eine Mischung von 9,6 g (0,050 Mol) o-Azidomethylphenylessigsäure, 2,5 g 10% Pd auf Aktivkohle, 150 ml Methanol und 50 ml l-n-Chlorwasserstoffsäure wird 3,5 Stunden bei 2,11 kg/cm² hydriert. Die Mischung wird filtriert, unter vermindertem Druck auf ein Volumen von angenähert 30 ml konzentriert und mit Äther ω extrahiert. Aus dem Ätherextrakt werden 1 bis 2 g unreines Ausgangsmaterial wiedergewonnen. Die wäßrige Lösung wird mit verdünntem Ammoniumhydroxid auf pH 5,0 eingestellt und in Eis gekühlt. Den weißen festen Niederschlag sammelt man durch Filtrieren, wäscht nacheinander mit Eis-Wasser, Methanol und Äther und trocknet im Vakuum über P₂O₅: Ausbeute 5,4 g (65%) mit Schmelzpunkt 179 bis 181° (Zersetzung); NMR (CF₃CO₂H): r2,54 (s, 4 H), 5,48 (q, 2 H) und 6,00 (s, 2 H).

ιο

ar-tert.-Butoxycarbonylaminomethylphenylessigsäure

Man gibt 14,4 g (0,143 Mol) Triäthylamin zu einer eisgekühlten Suspension von 10,3 g (0.0624 Mol) o-Aminomethylphenyiessigsäure in 100 ml Wasser, gefolgt von der Zugabe einer Lösung von 11,4 g (0,080 Mol) tert.-Butoxycarbonylazid in 75 ml THF. Man rührt die fteaktionsmischung 16 Stunden bei Raumtemperatur und entfernt dann die Hauptmenge an THF unter vermindertem Druck. Die wäßrige Lösung wird mit Äther gewaschen, mit 125 ml Äthytacet-.·-: üherschichtet und unter Eiskühlung mit verdünnter Chlorwasserstoffsaure auf einen pH von 3.5 gebracht. Die Äthylacetatlösung wird getrocknet, konzentriert, und der feste Rückstand wird aus Äthylaeelat-n-Hexan (1:1) umkristallisiert, wobei man 14,4 g (87%) weiße Nadeln vom Schmelzpunkt 114 bis 116° erhält.

2.4-Dinitrophenyl-o-tert.-hutoxycarbonyiaminophenylacetat

Man gibt 1.0 g (0.0050 Mol) N.N'-Üicyclohexylcarbodiimid zu einer eisgekühlten Lösung von 1,33 g (0,0050 Mol) o-tert.-Butoxycarbonylaminomethylphenylessigsäure und 0.92 g (0.0050 Mol) 2.4-Dinitrophenol in 12 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran (THF). Die Reaktionsmischung wird 1 Stunde bei Raumtemperatur gehalten, anschließend wird der ausgefallene N.N'-Dicyclohexylharnstoff durch Filtrieren entfernt. Das Lösungsmittel wird aus dem Filtrat entfernt, wobei man de., aktivierten Ester als viskoses gelbes Öl erhält.

o-tert.-Butoxycarbonylaminomethy !phenylessigsäure kann in quantitativer Ausbeute aus tert.-Butoxycarbonylazid und der Aminosäure hergestellt werden, indem man Triäthylamin als Base verwendet.

Die BOC-Aminosäure reagiert mit Thionylchlorid in Gegenwart von Triäthylamin (Methylenchlorid als Lösungsmittel) oder Pyridin (Benzol als Lösungsmittel) wobei das BOC-Aminoacylchlorid erhalten wird, das direkt mit der Verbindung der Formel

H,N

worin R die obigen Bedeutungen besitzt, in Methylenchloridlösung in Gegenwart von Triäthylamin gekuppelt werden kann. Die Schutzgruppe kann anschließend durch Behandeln mit kalter Trifluoressigsäure entfernt werden.

o-Aminomethylphenylessigsäure wird auch durch Beckmann-Umlagerung von 2-Indanonoxim, gefolgt von Hydrolyse des erhaltenen Lactams geschaffen (J. Org. Chem., 9 [1944], 380-391 und 28 [1963], 2797-2804).

Kalium-o-[l-carbomethoxypropen-2-ylaminomethyI]-phenylacetat

Man gibt 45,92 g (0.28 Mol) o-Aminomethylphenylessigsäure. 15,28 g (0,28 Mol) KOH, 64,96 g (0,56 Mol) Acetessigsäuremethylester und 1500 ml absolutes Methanol in einen 2000-ml-Rundkolben, der mit einem Rückflußkühler und einem Übcrkopfrührer versehen ist. Die Mischung wird dann 3 Stunden unter Rückfluß gehalten. Anschließend konzentriert man die Lösung auf ein kleines Volumen (100 bis 150 ml) filtriert und verdünnt mit 400 bis 700 ml wasserfreiem Äther. Beim Anreiben kristallisiert das Produkt aus. Der Feststoff wird filtriert und in einem Vakuumexsiccator über P₂O₅ getrocknet. (Das feste Material ist extrem hygroskopisch. Es sollte so schnell wie möglich filtriert werden und sollte nicht an der Luft getrocknet werden.) Die Ausbeute an Produkt beträgt 84.1 g (99%); es schmilzt bei 140 bis 148°.

Natrium-o-(l-äthoxycarbonyl-l-propen-2-ylaminomethyDphenylacetat

Zu einer aus 0,6 g (0.026 Tom) metallischem Natrium i.mrl sn ml absolutem Äthanol hergestellten äthanolischen Lösung von Natriumäthylat gibt man 4,27 g (0,026 Mol) o-Aminomethylphenylessigsäure und 3,38 g (0,026 Mol) Acetessigester und hält die Mischung 6 Stunden unter Rückfluß. Die Mischung wird zur Trockne eingedampft, und der Rückstand wird aus Äthanol umkristallisiert, wobei man 6,36 g (82%) Natriurn-o-(l -äthoxycarbonyl-1 -propen-2-ylaminomethyl)phenylacet;u in Form farbloser Nadeln mit Schmelzpunkt bei 230 bis 232°C erhält.

IR: v™\ 3320.1645.1605.1470,1395,1275,1180 cm"'.

o-(t-Butoxycarbonylaminomethyl)phenylessigsäure

Zu einer Lösung von 70 g (0,35 Mol) o-Aminomethylphenylessigsäure-hydrochlorid und 116 g (1,15 Mol) Triäthylamin (TEA) in 400 ml Wasser gibt man tropfenweise eine Lösung von 64 g (0,45 Mol) t-Butoxycarbonylazid in 300 ml Tetrahydrofuran (THF) unter Rühren bei 0⁰C zu. Nach beendeter Zugabe läßt man die Temperatur auf Raumtemperatur ansteigen und rührt noch 20 Stunden. Das Tetrahydrofuran wird unterhalb 40°~ abdestilliert und die wäßrige Lösung wird mit 200 ml Äther gewaschen, mit 200 ml Äthylacetat überschichtet und mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure unter Kühlen bei0°Cauf pH 3 angesäuert. Die organische Schicht wird abgetrennt, und die wäßrige Schicht wird mit 4 200-ml-Portionen Äthylacetat extrahiert. Die vereinigte Äthylacetatlösung wird mit 200 ml Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum konzentriert. Das Konzentrat behandelt man mit 500 ml η-Hexan, wobei man 87.9 g (95%) o-(t-Butoxycarbonylaminomethyl)phenylessigsäure in Form farbloser Nadeln mit Schmelzpunkt 114 bis 116°C erhält.

2,4-Dinitrophenyl-o-t-butoxycarbonylaminomethylphenylacetat

Man gibt 17,72 g (0,086 MoI) Dicyclohexylcarbodiimid (DDC) in einer Portion zu einer Mischung von 22.73 g (0,086 Mol) o-(t-Butoxycarbonylaminomethyl)phenylessigsäure und 15,82 g (0,086 Mol) 2,4-Dinitrophenol (2,4-DNP) in 250 ml THF zu. Die Reaktionsmischung wird 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Den ausgefallenen Dicyclohexylharnstoff Filtriert man ab und wäscht mit 100 ml THF. Das Filtrat und die Waschflüssigkeiten werden vereinigt und unter vermindertem Druck unterhalb 50° konzentriert, wobei man

ein viskoses gelbes Öl erhält, das mit n-Hexan (150 ml) verrieben wird, wobei man 2,4-Dinitrophenyl-o-tbutoxycarbonylaminomethylphenylessigsäure in Form gelber Nadeln erhält. Die Ausbeute beträgt 34,9 g (94%); Schmelzpunkt 76 bis 77⁰C.

IR: ν™ 3340, 1785, 1685, 1610, 1540, 1530, 1500, 1340 cm"¹.

7-Amino-3-[2-(l,3,4-thiadiazolyl)-thiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure

H₂N

2-Mercapto-l,3,4-thiadiazol

Man arbeitet nach dem Verfahren von J. Goerdeler, J. Ohm und O. Tegtmeyer, Berichte 89, 1534 (1956). Zu einer Lösung von 160 ml 48%iger Bromwasserstoffsäure und 100 mg gepulvertem Kupfer gibt man bei -7° langsam alternierend 13,6 g (0,1 Mol)2-Amino-l,3,4-thiadiazol (Eastman) und 32 g Natriumnitrit in kleinen Portionen im Verlauf von einer halben Stunde zu. Die Mischung rührt man 1 Vi Stunden bei 0° und 1 Stunde bei Raumtemperatur. Anschließend wird die Mischung mit 50% Kaliumhydroxid auf pH 9,5 neutralisiert. Die Mischung wird filtriert, und das Filtrat wird kontinuierlich 6 Stunden mit Äther extrahiert. Den Äther verdampft man bei 15 mm (25°) zu einem Feststoff, der in 40 ml Äthylalkohol gelöst und mit 5 g Thioharnstoff behandelt wird. Die Lösung wird 1 Vj Stunden auf Rückfluß erhitzt. Eine Lösung von 4,5 g Kaliumhydroxid in 65 ml Wasser wird zugegeben, und die Mischung wird weitere 1 Vi Stunden zum Rückfluß erhitzt. Den Alkohol verdampft man bei 15 mm (32°) und den wäßrigen Rückstand neutralisiert man mit konzentrierter Chlorwasserstoffsäure auf pH 3,5. Nach 2stündigem Kühlen in einem Eisbad sammelt man 3,5 g 2-Mercapto-l,3.4-thiadiazol in Form gelber Kristalle (Gewicht 3.5 g) mit Schmelzpunkt 125 bis 127°.

IR- und NMR-Spektren stehen in Einklang mit der Struktur.

7-Amino-3-[2-(l,3,4-thiadiazoiyl)-thiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure

Zu einer Suspension von 8,1 g (0,03 Mol) 7-Aminocephalosporansäure und 3.5 g (0.03 Mol) 2-Mercapto-1.3,4-thiadiazolin200ml0,l m PhosphatpufTer(pH6,5) gibt man unter Rühren 5,4 g (0,064 Mol) Natriumbicarbonatzu. Die Mischung wird unter Stickstoff bei 55° gerührt, wobei sich der gesamte FeststofTlöst. Das Rühren wird 3 Stunden fortgesetzt, und die Lösung wird auf 5° gekühlt und mit Eisessig auf pH 5 eingestellt. Man läßt die Mischung 2 Stunden stehen und sammelt das Produkt, 7-Amino-3-{2-<l,3₁4-th!adiazolyl)-thiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure, das 9 g wiegt und einen Schmelzpunkt >140° (langsame Zersetzung) aufweist. Die IR- und NMR-Spektren stehen in Einklang mit der Struktur.

7-Amino-3-[2-(5-hydroxymethyl-l,3,4-thiadiazolyl)-thiomethy!/-3-cephem-4-carbonsäure

N N

CH₂-S-C C-CH₂OH

COOH

I-Hydroxyacetyithiosemicarbazid

Eine Mischung von 18,2 g (0,2 Mol)Thiosemicarbazid und 30,4 g (0,4 Mol) Glycolsäure wird zusammen 2 Stunden unter gutem Rühren auf 80 bis 90° erhitzt. Die Mischung wird bei Raumtemperatur gekühlt und mit kaltem absolutem Alkohol gewaschen. Das Produkt wird gesammelt und an der Luft getrocknet, bis es 40 g

irictal1ici**rt m»in ■

; 1ΛΛ ml t/M^

dem 50%igem Alkohol um. wobei man 23 g des kristallinen 1-Hydroxyacetylthiosemicarbazids vom Schmelzpunkt 189 bis 190° erhält.

2-Acetoxymethyl-5-amino-l,3.4-thiadiazol

Eine Mischung von 22,4 g (0.15 Mol) 1-Hydroxyacetylthiosemicarbazid und 60 ml Acetylchlond wird 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und anschließend auf 40° erhitzt, bis sich der gesamte Feststoffgelöst hat (ungefähr 2 Stunden). Das Acetylchlorid wird unter vermindertem Druck bei 40°( 15 Minuten) entfernt, und der Rückstand wird mit 100 ml Eiswasser gewaschen. Die Mischung wird mit 10% KOH auf pH 9,2 eingestellt, und das Produkt wird gesammelt. Der rohe Feststoff wird aus ab olutem Alkohol umkristallisiert, wobei man nach der Trocknung an der Luft 6 g kristallines 2-Acetoxymethyl-5-amino-l,3.4-thiadiazol vom Schmelzpunkt 191 bis 192°C erhält.

2-Hvdroxvmethyl-5-mercapto-1.3.4-thiadiazol

Man arbeitet nach dem Verfahren von Goerdler et al., wobei man 34,6 g (0.2 Mol) 2-Acetoxymethyl-5'imino-1.3.4-thiadiazol und 64 g (0.9 Mol) Natriumnitrit in 320 ml 48°'oiger BromwasserstofTsäure und 0,1 g Kupferpulver verwendet. Die Bromverbindung wird mit 7,6 g (0.1 Mol) Thioharnstoff und 11,2 g Kaliumhydroxid in 25 ml Wasser behandelt. Nach dem Ansäuern mit 6 n-Chlorwasserstoffsäure wird das Mercaptan in Äthylacetat extrahiert und mit 17 g Kalium-2-äthylhexanoat behandelt. Das Kaliumsalz wird gesammelt, mit Äthylacetat gewaschen und getrocknet, wobei es 12,2 g wiegt. Das Salz wird aus Aceton-Wasser umkristallisiert, wobei man 7,6 g kristallines Kalium-2-hydroxymethyl-5-mercapto-l,3,4-thiadiazol vom Schmelzpunkt 130 bis 131°C erhält.

7-Amino-3-[2-(5-hydroxymethyI-l,3,4-thiadiazolyl)-thiomethyi]-3-cephem-4-carbonsäure

Das verwendete Verfahren ist dasselbe wie das für das unsubstituierte Thiadiazol gebrauchte Verfahren, wobei man 2,25 g (0,012 Mol) Mercaptan, 3,3 g (0,012 Mol) 7-Aminocephalosporansäure und I g (0,012 Mol) Natriumbicarbonat in 100 ml 1-m-Phosphatpuffer verwendet, wobei man 3,15 g gelbbraune, feste 7-Amino-3-[2-(S-hydroxymethyl-U^-thiadiazolyOthiomethylJO-cepnem-4-carbonsäure mit Schmelzpunkt 170 bis 175°C (Zersetzung) erhält.

Die nachfolgenden Beispiele werden zur Erläuterung

der vorliegenden Erfindung gegeben. Alle Temperaturen sind in ⁰C angegeben.

Beispiel 1

7-[2-Aminomethylphenylacetamido]-3-[2-(l,3,4-thiadiazolyl)-thiomethyl]-3-cephem-4-carbonsäure

Eine Mischung von 4,8 g (0,015 Mol) Natrium-2-N-(I-carbäthoxypropen-2-yl)aminomethyl-phenylacetat und 5 Tropfen N,N-Dimethylbenzy!amin in 94 ml Tetrahydrofuran wird bei -40° heftig mit 2,1 g(0,0156Mol)Isobutylchlorformiat gerührt. Man rührt die Mischung 5 Minuten und gibt sie zu einer Lösung von 3,8 g (0.01 Mol) 7-Amino-3-[2-( l,3,4-thiadiazolyl)thiomethyl]-3-eephem-4-cai bonsäure und 2,9 ml N-Methylmorpholin in 53 ml Wasser von 3°. Die erhaltene Lösung wird 2 Stunden gerührt, und das Tetrahydrofuran wird bei 30° und 15 mm verdampft. Die Lösung wird mit konz. Chlorwasserstoffsäure auf pH 6,5 eingestellt und 3 Stunden bei 5°geiagert. Man sammelt das Cephalosporin; es wiegt 2,3 ι und besitzt einen Schmelzpunkt > 140°(Zersetzung).

Analyse C₁₉H₁₉N₅O₅S₃-H₂O:

berechnet: C 44,64; H 4.14; N 13,69
gefunden: C 44.81; H 4.31; N 13,46

Die IR- und NMR-Spektren stehen in Einklang mit der Struktur.

Beispiel 2

7-(2-Aminomethylphenylacetamido)-3-[2-(5-hydroxy-

methyl-U^-thiadiazolyDthiomethylj^-cephem-

4-carbonsäure

Das angewendete Verfahren ist dasselbe wie das für das unsubstituierte 1.3.4-Thiadiazolcephalosporin in

Minimale Hemmkonzentrationen MlC (iig/ml)

Beispiel 1 gebrauchte Verfahren. 3,6 g (0,012 Mol) des Enamins, 1,6 g (0,012 Mol) Isobutylchlorformiat und 0,4 ml N.N-Dimethylbenzylamin in 71 ml Tetrahydrofuran bei -40° werden zu einer Lösung von 2,9 g j (0,' Mol) der Aminocephalosporansäure in 2,3 ml N-Methylmorpholin und 41 ml Wasser bei 0° Zugegeben. Man erhält eine Ausbeute von i,6 g; Schmelzpunkt > 140° (Zersetzung).

ίο Analyse C₂₀H₂₁N₅O₅S₃ H₂O:

berechnet: C 45,69; H 4,40; N 13,32
gefunden: C 45,34; 114,30; N 12,91

Die IR- und NMR-Spektren stehen in Einklang mit ii der Struktur.

Beispiel 3

Das Kaliumsalz der Verbindung gemäß Beispie! 1 wird hergestellt, indem man eine Lösung von Kalium-2-äthylhexanoat in Äthylacetat zu einer Lösung des Cephalosporins (Zwitterion) in DMSO zugibt, um das gewünschte Kaliumsalz auszufällen.

Beispiel 4

Das Natriumsalz der Verbindung gemäß Beispiel 2 wird hergestellt, indem man in Methanol sein Diäthylammoniumsalz vorbildet und anschließend eine Lösung von Natrium-2-äthy!hexanoat in Äthylacetat zugibt und dann mit Isopropanol verdünnt, um das gewünschte Natriumsalz auszufällen, das eine hohe Löslichkeit in Wasser aufweist.

Die nachfolgende Tabelle zeigt die starke in vitro Aktivität der erfindungsgemäßen Verbindungen und erläutert auch die bemerkenswerte Abnahme der Aktivitat, insbesondere gegen gramnegative Bakterien, die durch anscheinend kleinere Variationen in dem an der 3-Position gebundenen Thiol hervorgerufen wird.

Nährbrühe	A 9585	Organismus	MR-S 96	Beisp. 1	Beisp. 2
	A 9604	MR-S 94	0,016
	A 9537	0,008	0,016	BL-S 685	BL-S 690
D. pneumoniae) (10 ')*)	A 9537	0,008	0,13	0,004	0,008
Str. pyogenes) (10~³)*)	A 9606	0,06	0,25	0,004	0,008
S. aureus Smith (10~⁴)	A 9606	0,13	0,25	0,06	0,13
S. aureus + 50% Serum (10~⁴)	A 15097	0,16	0,25	0,13	0,25
S. aureus BX 1633 (10~³)	A 9531	0,3	2	0,08	0,16
S. aureus BX 1633 (10~²)	A 15119	1	0,16	0,16	0,3
S. aureus Meth.-Res (10~³)	A 9675	0,08	0,6	0,5	1
SaI enteritidis (10~⁴)	A 9977	0,3	2	0,04	0,16
E. coli Juhl (IO"⁴)	A 15130	1	0,6	0,3	0,3
E. coli (10~⁴)	A 9900	0,08	2	2	1
K. pneumoniae (10~⁴)	A 15153	1	0,6	0,16	0,16
K_ pneumoniae (10~⁴)	A 9843 A	0,3	4	0,5	0,5
Pr. mirabilis (10~⁴)	A 20019	2	>125	0,16	0,3
Pr. morganii (10 ~⁴)	A 9656	>125	16	4	4
Ps. aeruginosa (10~⁴)	A 9657	8	63,	>125	>125
Ser. marcescens (10~⁴)	A 9659	32	0,3	16	16
Ent. cloacae (10~⁴)	+ 50% Nährbrühe.	0,16	2	125	16
EnL cloacae (10~⁴)		1		0,16	0,16
Ent. cloacae (10~⁴)				1	1
*) 45% Antibiotische Testbrühe + 5% Serum
**) Verdünnung der über Nacht-Brühkultur.

BL-S 685 und BL-S 690 besitzen ein antibakterielles Spektrum, das dem von MR-S 94 ähnlich ist, sie sind jedoch ungefähr 2fach weniger aktiv. In Wasser sind sie jedoch etwas löslicher (2,5 bis 3,5 mg/ml) als MR-S 94. Blutspiegeluntersuchungen zeigen, daß sie nach LM Verabreichung von 10 mg/kg Peak Levels ergeben, die denen von MR-S 94 vergleichbar sind. Bei oraler Verabreichung wurde keine Verbindung in einem signifikanten Grad absorbiert Der Prozentsatz dieser an menschliche Serumprotejne gebundenen Pharmazeutika beträgt 52 bei BL-S 685 und 36 bei BL-S 690 im Vergleich zu 51 bei MR-S 94. Bei Untersuchungen von Rstftenkristallurie ergeben BL-S 685 und BL-S 690 befriedigend hohe Serum- und Urinkonzentrationen ohne jedes Zeichen von Kristallurie.

308 128/8S

Claims

Patentansprüche:

1. CephaJosporinverbindungen der Formel CH₂NH₂

worin R die Bedeutung

Ν—Ν

CH₂C-NH-CH—CH

I I

-N

CH₂