DE2519742A1 - Cephalosporinester - Google Patents

Cephalosporinester

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DE2519742A1
DE2519742A1 DE19752519742 DE2519742A DE2519742A1 DE 2519742 A1 DE2519742 A1 DE 2519742A1 DE 19752519742 DE19752519742 DE 19752519742 DE 2519742 A DE2519742 A DE 2519742A DE 2519742 A1 DE2519742 A1 DE 2519742A1
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methyl
ylthiomethyl
cephem
tetrazol
carboxylate
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DE19752519742
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William Joe Wheeler
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Eli Lilly and Co
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Eli Lilly and Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D501/00Heterocyclic compounds containing 5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] octane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. cephalosporins; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulfur-containing hetero ring
    • C07D501/14Compounds having a nitrogen atom directly attached in position 7
    • C07D501/16Compounds having a nitrogen atom directly attached in position 7 with a double bond between positions 2 and 3
    • C07D501/207-Acylaminocephalosporanic or substituted 7-acylaminocephalosporanic acids in which the acyl radicals are derived from carboxylic acids
    • C07D501/247-Acylaminocephalosporanic or substituted 7-acylaminocephalosporanic acids in which the acyl radicals are derived from carboxylic acids with hydrocarbon radicals, substituted by hetero atoms or hetero rings, attached in position 3
    • C07D501/36Methylene radicals, substituted by sulfur atoms

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cephalosporin Compounds (AREA)

Description

IMNiN - MAAS - SEILHH
EiNIG -1.EM!^-SPOTT
ecaO MÜNCHEN 40
SCHLEiSSI iElMERSTR. 299
X-4093
Eli Lilly and Company, Indianapolis, Indiana/ V.St.A. Cephalosporinester
Es ist eine Reihe von Arzneimitteln bekannt und gegenwärtig in Gebrauch, die vom Gastointestinaltrakt überhaupt nicht resorbiert oder nur schlecht resorbiert werden. Insbesondere müssen viele wichtige semisynthetische Cephalosporinantibiotika, die es nun gibt und die routinemäßig verwendet werden, parenteral verabreicht werden. Cephalothin-natrium wird beispielsweise intramuskulär oder intravenös verabreicht, und zur Behandlung des Patienten ist daher eine medizinisch geschulte Person erforderlich. Seit langem ist es Ziel der Forschung, starke oral wirksame Arzneimittel herzustellen, und zwar insbesondere auf dem Gebiet der Cephalosporin- und PeniciHinantibiotica. Aus US-PS 3 250 sind mehrere Acyloxymethylester verschiedener Penicilline bekannt, von denen einige oral wirksam sind. Gleichzeitig wird jedoch davon berichtet, daß von den vielen hergestellten und untersuchten engverwandten AcyloxymethyIestern nur der Acyloxymethylester von Benzylpenicillin bei oraler Verabreichung signifikant resorbiert wird. Tatsächlich werden einige Acyloxymethylester bestimmter Penicilline oral überhaupt nicht absorbiert, beispielsweise der· Acetoxymethylester von Cloxacillin.
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Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung von Acyloxymethylestern besonders starker Cephalosporinantibiotica, bei denen die Ester nach oraler Verabreichung im wesentlichen vollständig absorbiert werden, während ihre jeweiligen Cephalosporinsäuren, von denen sie abstammen, praktisch überhaupt nicht absorbiert werden. Ferner sollen erfindungsgemäß Ester mit weiteren gewünschten Eigenschaften geschaffen werden, wie Kristallinität und besserer Stabilität, über die die entsprechenden Cephalosporinsäuren normalerweise nicht verfügen.
Erfindungsgemäß werden nun neue Acyloxymethylester von 7-D-Mandelamidoderivaten von 7-Amino-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure geschaffen, die starke antibakterielle Mittel sind und nach oraler Verabreichung in den Gastrointestinaltrakt absorbiert werden. Insbesondere werden erfindungsgemäß Acyloxymethylester der Formel I
-CHCNHn ι
OR0
-CH2-S
-N
(D
CH-
geschaffen, worin R- für C.-C4-Alkyl steht und R2 Wasserstoff oder Cj-C.-Alkanoyl bedeutet.
Der Substituent R1 kann geradkettiges oder verzweigtes
bedeuten, und typische Beispiele hierfür sind
S098A9/0970
Methyl, Äthyl, Isopropyl oder tert.-Butyl.
Der Substituent R„ steht für Wasserstoff oder C--C.-Alkanoyl, und Beispiele hierfür sind Formyl, Acetyl oder Isobutyryl. Bevorzugte Alkanoylreste sind Formyl und Acetyl, wobei Formyl ganz besonders bevorzugt wird.
Am meisten bevorzugt sind diejenigen erfindungsgemMßen Verbindungen, bei denen der Substituent R1 für Methyl oder tert.-Butyl steht und der Substituent R2 Wasserstoff oder Formyl bedeutet.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können hergestellt werden, indem man eine Cephalosporinsäure der Formel II
O
-CH-C-NH
ORn
COOH
worin R2 obige Bedeutung hat, mit einem Halogenmethylester einer Alkancarbonsäure der Formel III
X-CH2-O-C-R1
(III),
worin R1 obige Bedeutung besitzt und X für Chlor, Brom oder Jod steht, umsetzt. So wird beispielsweise 7-D-Mandelamido-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure (Formel II) mit einem Halogenmethylester einer Alkancarbonsäure (Formel III) umgesetzt. Typische
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Beispiele von Halogenmethylestern von Alkancarbonsäuren, die sich zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen eignen, sind Chlormethylacetat, Brommethylacetat, Brommethyl-n-propionat, Jodmethyl-n-butanoat, Brommethylpivalat und Chlormethylpivalat. Bevorzugte Halogenmethylester von Alkancarbonsäuren sind Chlormethylacetat, Brommethylacetat, Chlormethylpivalat und Brommethylpivalat.
Die Veresterung wird vorzugsweise in einem nichtreagierenden organischen Lösungsmittel sowie in Gegenwart einer geeigneten Base durchgeführt. Geeignete nichtreaktionsfähige Lösungsmittel sind beispielsweise Amide, Nitrile, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Sulfoxide, Äther und Ketone. Einzelbeispiele solcher nichtreaktionsfähiger Lösungsmittel sind N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Dichlormethan, Chloroform, Dimethylsulfoxid, Acetonitril, Diäthylather, Dioxan, Tetrahydrofuran, Aceton und Methyläthy!keton. Das jeweils verwendete Lösungsmittel ist nicht kritisch. Bevorzugte Lösungsmittel sind N,N-Dimethy!formamid, Aceton und Acetonitril.
Bei der Veresterungsreaktion wird normalerweise eine Base verwendet, die als Säurebindemittel wirkt. Die hierzu jeweils eingesetzte Base ist nicht kritisch, und es kann sich dabei um eine organische oder anorganische Base handeln. Als Basen eignen sich beispielsweise organische Amine, wie Triäthylamin, Dicyclohexylamin, N-Methylmorpholin, Pyridin und Ν,Ν-Diäthylanilin, sowie anorganische Basen, wie Natriumbicarbonat, Lithiumcarbonat und Magnesiumhydroxid. Bevorzugte Basen zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen sind Triäthylamin, Dicyclohexylamin und Pyridin. Die Menge der für die Veresterungsreaktion verwendeten Base ist normalerweise in bezug auf die als Ausgangsmaterial verwendete Cephalosporinsäure etwa äquimolar. Gewünschtenfalls kann man jedoch auch mehr oder weniger Base verwenden.
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Große Überschüsse an Base werden Im allgemeinen vermieden, da ein Basenüberschuß oft eine Isomerisierung der Doppelbindung im Thiazolidinringsystem fördert. Die Menge an Base im Reaktionsgemisch wird daher zu jeder Zeit vorzugsweise minimal gehalten. Dies läßt sich erreichen, indem man die Base mit verhältnismäßig langsamer Geschwindigkeit zum Reaktionsgemisch gibt.
Die Cephalosporinsäure und der Halogenmethylester der Alkancarbonsäure werden vorzugsweise in äquimolaren Mengen vereinigt. Gewünschtenfalls kann man jedoch auch einen Überschuß eines der beiden Reagentien verwenden. Die Umsetzung wird im allgemeinen bei Temperaturen unter etwa 50 C durchgeführt, vorzugsweise bei einer Temperatur von 20 bis 30 C. Die Reaktion ist nach etwa 2 bis etwa 24 Stunden praktisch beendet. Man läßt die Umsetzung über eine Zeitspanne von etwa 4 bis 14 Stunden laufen, da man hierbei beste Ergebnisse erhält. Das gewünschte Produkt kann isoliert werden, indem man das Reaktionsgemisch zu einem geeigneten mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel gibt, wie Xthylacetat oder Chloroform, und die erhaltene Lösung dann mit Wasser wäscht. Verwendet man bei der Umsetzung einen Überschuß an Carbonsäure, dann kann man die organische Lösung mit einer verdünnten Base waschen, beispielsweise verdünntem wässrigem Natriumhydroxid oder Natriumbicarbonat, wodurch auch nichtumgesetzte Säure ausgewaschen wird. Das Produkt wir im allgemeinen in Form eines Feststoffes gewonnen, den man gewünschtenfalls durch übliche Methoden weiter reinigen kann, wie Kristallisation oder Chromatographie .
Die für das erfindungsgemäße Verfahren als Ausgangsmaterialien benötigten Cephalosporincarbonsäuren können nach einer Reihe von Methoden hergestellt werden, wie sie beispielsweise in
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US-PS 3 641 021 im einzelnen näher beschrieben sind. Bei den Halogenmethylestern von Alkancarbonsäuren handelt es sich um im Handel erhältliche Verbindungen, oder diese Verbindungen können erforderlichenfalls auch nach bekannten Verfahren hergestellt werden.
Beispiele von erfindungsgemäßen Acyloxymethylestern sind folgende Verbindungen:
Acetoxymethyl-7-D-mandelamido-3-( 1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat
Propionyloxymethyl-7-D-mandelamido-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat
Pivaloyloxymethyl-7-/p- (0-f ormyl) mandelamido/-3- (1 -methyI-1,2 ,S^-tetrazol-S-ylthiomethyl) -S-cephem^-carboxylat
Butyryloxymethyl-7-ZD-(0-acetyl)mandelamido/-3-(1-methyI-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat
Pivaloyloxymethy1-7-/D- (O-butyry 1) mandelamido/-3- (1 -methy1-1,2,3,4-tetrazol-S-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat
Acetoxymethyl^-Zp- (0-f ormyl) mandelamido/-3- (1 -methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat und
Pivaloyloxymethyl-7-D-mandelamido-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat.
Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen sind neue chemische Verbindungen, die interessante Heilmittel darstellen, beispielsweise antibakterielle Mittel sind und insbesondere oral wirksame antibakterielle Mittel darstellen.
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Sie wirken gegenüber einem breitem Sprektrum grammpositiver und grammnegativer Organismen, wie Staphylococcus aureus, Salmonella heidelberg, Streptococcus pyogenes, Escherichia coli und dergleichen. Die erfindungsgemäßen Verbindungen entwickeln nach oraler Verabreichung außergewöhnlich hohe Blutspiegel. So erhält man beispielsweise mit dem Acetoxymethylester von 7-D-Mandelamido-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure bei oraler Verabreichung Blutspiegel, die bis zu 73 mal größer sind als die bei oraler Verabreichung der entsprechenden freien Säure erhaltenen Blutspiegel.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können als Einzeloder Mehrfachdosierungseinheiten verwendet werden, und sie werden vor allem oral verabreicht, und zwar entweder allein oder zusammen mit einem geeigneten Träger- oder Verdünnungsmittel. Typische pharmazeutische Verdünnungsmittel oder Träger sind beispielsweise Lactose, Saccharose, Stärkepulver, Cellulose, Calciumsulfat oder Gelatine. Solche Verbindungen lassen sich für eine einfache Verabreichung als Tabletten formulieren oder für eine bequeme Verabreichung in Kapseln einschließen. Die Verbindungen können ferner mit einer Flüssigkeit vermischt und in Form von Elixieren, Suspensionen und dergleichen verabreicht werden.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Die in diesen Beispielen verwendeten Abkürzungen haben folgende Bedeutung:
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NMR - magnetisches Kernresonanzspektrum CDCl3 - deuteriertes Chloroform ξ - delta-Wert
s - Singlet
d - Doublet
DMF - N,N-D ime thy !formamid
Beispiel 1
Eine Lösung von 4,62 g T-D-Mandelamido-B-(1-methy1-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure und 1,53 g Chlormethylpivalat in 25 ml DMF wird tropfenweise mit einer Lösung von 1,31 g Dicyclohexylamin in 15 ml DMF versetzt. Das Reaktionsgemisch wird etwa 15 Minuten bei Raumtemperatur gerührt, worauf man 1,03 g Natriumbromid zugibt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch etwa 12 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Hierauf wird das Reaktionsgemisch filtriert, und das Filtrat wird zu 700 ml Äthylacetat gegeben. Die organische Lösung wird der Reihe nach mit wässriger gesättigter Natriumchloridlösung, wässriger Natriumbicarfoonatlösung, 1 η Chlorwasserstoffsäure und Wasser gewaschen. Die organische Schicht wird anschließend getrocknet, worauf man das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Hierbei erhält man 1,6 g kristallinen Rückstand. Der Rückstand wird aus frischem Äthylacetat umkristallisiert, und man erhält so Pivaloyloxymethyi-T-D-mandelamido-S-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat. Smp. 174 176 0C.
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Analyse für C24H28N6°7S2 ^in Prozent)! berechnet: C 49,99; H 4,89; N 14,5?; gefunden: C 49,72; H 4,83; N 14,37.
NMR (CDCl3): 6 1,15 (s, 9H, -C(CH3J3) 6 3,7 (d, 2H, C-2H)
if3,95 (s, 3H, N-CH3) 6 8,70 - 8,75 (d, 1H, N-H).
Beispiel 2
Eine Lösung von 0,595 ml Triäthylamin In 10 ml Aceton wird tropfenweise unter Rühren zu einer Lösung von 2,0 g 7-D-Mandelamido-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure und 1,72 ml Brommethylacetat in 10 ml DMF gegeben. Das Reaktionsgemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wird filtriert, und das Filtrat gibt man zu 300 ml Chloroform, worauf man das Ganze mit Wasser und mit wässrigem Natriumbicarbonat wäscht und trocknet. Nach Entfernen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck erhält man einen weißen Schaum. Dieses Rohprodukt wird aus Methanol umkristallisiert, wodurch man Acetoxymethyl-7-D-mandelamido-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat in Form weißer Kristalle erhält. Sie schmelzen bei 126 - 130 0C unter Zersetzung.
Analyse für C2^H22NgO7S2(In Prozent): berechnet: C 47,18; H 4,15; N 15,72; S 12,00; gefunden: C 47,03; H 4,11; N 15,45; S 12,05.
0 NMR (CDCl3): S 2,05 (sf 3H, C-CH3)
6 3,6 (s, 2H, C-2H) δ 3f82 (s, 3H, N-CH3) δ 8,05 (d, 1H, N-H).
Beispiel 3
Durch Verwendung einer äquivalenten Menge 7-(D-2-Formyloxy-2-phenylacetamido)-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure anstelle des bei Beispiel 1 verwendeten 7-D-Mandelamido-Ausgangsmaterials erhält man nach Umkristallisieren Pivaloyloxymethyl-7-(D-2-formyloxy-2-phenylacetamido)-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat. Smp. 155 - 156 0C.
Analyse für C 25H28N6°8S2 ( in Prozent) berechnet: C 49,66; H 4,67; N 13,90; gefunden: C 49,47; H 4,69; N 13,73.
NMR (CDCl3): S 1 ,23 (s, 9, (CH3J3C-)
cf3,74 (s, 2, C-2-Methylen)
S 3,92 (s, 3, N-CH3)
^ 4,25 (d, 1 (J=13) C-3)
if 4,47 (d, 1 (J=13) C-3)
<54,97 (d, 1 (J=5) C-6)
5 5,82 (q, 1 (J=5, J=9) C-7) /5,85 (d, 1 (J=6) OCH2O)
δ 5,94 (d, 1 (J=6) OCH2O)
cf6,23 (s, 1, alphaH)
ξ 6,87 (d, 1 (J=9) 7-NH)
6 7,38 (s, 5, aromatisch) ^8,17 (s, 1, OCHO)
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Beispiel 4
Durch Verwendung einer äquivalenten Menge 7-(D-2-formyloxy-2-phenylacetamido)-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure anstelle des 7-D-Mandelamido-Ausgangsmaterials erhält man nach dem Verfahren von Beispiel 2 nach entsprechendem Umkristallisieren Acetoxymethyl-7-(D-2-formyloxy-2-phenylacetamido)-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat.
Analyse für C22H23N6OgS2 (in Prozent) berechnet: C 46,97; H 3,94; N 14,94; gefunden: C 46,92; H 4,06; N 14,74.
NMR (CDCl3): f 2,14 is, 3,
if 3,73 (s, 2, C-2)
$ 3,9 (s, 3, N-CH3)
<f 4,23 (d, 1 (J=13) C-3)
<f4,53 (d, 1 (J=13) C-3)
6 4,95 (d, 1 (J=5) C-6)
<5 5,9 (m, 3, C-7 und OCH2O)
ξ 6,25 (s, 1, alphaCH)
<f7,4 (s, 5, aromatisch)
6 6,92 (d, 1 (J=8) 7NH)
ίΓ 8,15 (s, 1 -C^ ) .
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Claims (8)

Patentansprüche
1. Cephalosporinester der Formel I
worin R für C1-C4-AIlCyI steht und
R Wasserstoff oder Cj-C.-Alkanoyl bedeutet.
2. Cephalosporinester nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Substituent R- für Methyl steht.
3. Acetoxymethyl-T-D-mandelamido-S-d-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl) -S-cephem-^carboxylat.
4. Acetoxymethyl-7-(D-2-formyloxy-2-phenylacetamido)-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-S-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat.
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5. Cephalosporinester nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Substituent R1 für tert.-Butyl steht.
6. Pivaloyloxymethyl-7-D-mandelamido-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat.
7. Pivaloyloxymethyl-7-(D-2-formyloxy-2-phenylacetamido)-3-(1-methyl-1,2,3,4-tetrazol-5-ylthiomethyl)-S-cephem^-carboxylat.
8. Verfahren zur Herstellung von Cephalosporinestern der Formel I
0 g N
O=C 0
*\. Il
worin die Substituenten R1 und R2 die in Anspruch 1 genannte Bedeutung haben, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der Formel II
S 0 '9 8 k Π / 'Hl '■} 1Ό
(ID ,
worin der Substituent R_ die in Anspruch 1 genannte Bedeutung besitzt, mit einem Halogenmethylester einer Alkancarbonsäure der Formel III
X-CH2-O-C-R1
(III),
worin der Substituent R.. die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung hat, und X für Chlor, Brom oder Jod steht, umsetzt.
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DE19752519742 1974-05-20 1975-05-02 Cephalosporinester Withdrawn DE2519742A1 (de)

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