DE2523280A1

DE2523280A1 - Cephalosporinderivate, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung

Info

Publication number: DE2523280A1
Application number: DE19752523280
Authority: DE
Inventors: Toshiyasu Ishimaru; Mariko Kawabata
Original assignee: SANGYO KAGAKU KENKYU KYOKAI
Current assignee: SANGYO KAGAKU KENKYU KYOKAI
Priority date: 1974-05-28
Filing date: 1975-05-26
Publication date: 1975-12-18
Also published as: NL7506232A; US4036833A; IE41150L; GB1457238A; CH617201A5; IE41150B1

Description

" Cephalosporinderivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung "

Priorität: 28. Mai 1974, Japan, Nr. 61296/74 und 3. Juli 1974, Japan, Nr.76771/74

Die Erfindung betrifft neue Cephalosporinderivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von 7-Aminocephalosporansäure und deren 3-substituierten Derivaten,

Bei der Isolierung von Cephalosporin C wurde bisher die Kulturbrühe von Cephalosporin C mit Aceton behandelt, um Verunreinigungen auszufällen, die dann abfiltriert werden. Das Filtrat wird auf ein Anionen-Austauscherharz gegeben, das das Cephalosporin C adsorbiert. Das Cephalosporin C wird dann mit einem

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-Z-

sauren Puffer eluiert (s. US-PS 3 467 654). Gemäss der JA-PS 61 494/73 wird das Cephalosporin C dadurch extrahiert, dass · man das Cephalosporin C mit einer halogenierten aliphatischen Carbonsäure acyliert und das Gemisch mit Chinolin bei einem pH-Wert von etwa 3 versetzt, um das Chinolinsalz des N-Halogenacyl-cephalosporin C auszufällen. Dieses Verfahren ist eine bedeutende Verbesserung der bisher bekannten Verfahren zur Isolierung des Cephalosporin C aus seiner Lösung, es hat jedoch den Nachteil, dass das Chinolinsalz aus einer Lösung, die 1 Prozent oder weniger Cephalosporin C enthält, nicht ausfällt, so dass die Ausbeuten nicht allzu gut sind.

Aufgabe der Erfindung war es daher, neue Cephalosporinderivate, deren Salze oder Addukte herzustellen, um damit ein technisch interessantes Verfahren für die Isolierung von Cephalosporin C und Deacetoxycephalosporin C aus der Kulturbrühe zur Verfügung zu stellen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren im technischen Maßstab für die Herstellung von 7-Aminocephalosporansäure und deren in Stellung 3 substituierten Derivaten zur Verfügung zu stellen. Diese Verbindungen sind Schlüsselverbindungen bei der Herstellung von verschiedenen wichtigen Cephalosporinen.

Gegenstand der Erfindung sind somit Verbindungen der allgemeinen Formel I, deren Salze oder Addukte

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HCOC-CH- ( CH₀ ) .,-CONH-

"^Rl J¹ ^N^ ^- CHc-X

₂)

COOK '³^

in der R^ ein niederer Alkyl-, Aryl- oder Arylalkylrest, R₂ ein niederer Alkylenrest,

Y ein Schwefelatom oder ein Sufinylrest und X ein Wasserstoffatom, ein Acetoxy- oder AziCorujt oder ein Rest der Formel -SR, ist, in der R, ein gegebenenfalls mit einer oder mehreren Methylgruppe(n) substituierter heterocyclischer Rest ist.

Als niedere Alkylreste für R. geeignet sind geradkettige oder verzweigte Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Als niedere Alkylenreste für R₂ geeignet sind geradkettige oder verzweigte Alkylenreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel I, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man in wässriger Lösung Cephalosporin C oder Deacetoxycephalosporin C mit einem reaktiven Derivat einer Säure der Formel II

R₁ - Y - R₂ - COOH (II)

wie

in der R^ , R₂ und Y, die /Ln Formel I definiert sind, zu einer Verbindung der Formel III umsetzt

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HOOC-CH-(CH₅) -CONH

NH-CO-R₂-T-R

H₂-X'

₂-T-R₁ J, N^^l·-CH₂

. COOH (HI)

in der R₁, R₂ und Y wie in Formel I definiert sind und X' ein Viasserstoffatom oder ein Acetoxyrest ist, die Lösung mit Chinolin oder Isochinolin versetzt, den pH-Viert durch Zugabe einer angesäuerten Verbindung auf etwa 2,0 bis 3»5 einstellt, die Lösung gegebenenfalls mit einer anorganischen Verbindung versetzt und gegebenenfalls das erhaltene Chinolin- oder Isochinolinaddukt der Verbindung der Formel III in die entsprechende freie Säure oder deren Salz überführt.

Eine wässrige Lösung, die das Cephalosporin C und/oder Deacetoxycephalosporin C in einer Konzentration von etwa 0,3 bis 8 g/100 ml Lösung enthält, ist für das erfindungsgemässe Verfahren geeignet. Auch Gärbrühen von Cephalosporin C und/oder seines Deacetoxyderivats, die in herkömmlicher Weise teilweise gereinigt werden, z.B. durch Filtration, Behandeln mit Aceton und einem Ionenaustauscherharz, oder die etwas eingeengt wurden, sind dafür geeignet. Es ist jedoch nicht zweckmässig, eine höher konzentrierte Lösung von Cephalosporin C zu verwenden, da die Isolierung des Addukts von N-Acylcephalosporin C mit einer organischen Base wegen der Neigung · der Lösung , schlammig zu werden, schwierig ist. Andererseits ist die Ausbeute aus Lösungen, die nur sehr wenig Cephalosporin C enthalten, sehr- niedrig. Aus technischen und wirt-

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schaftlichen Gründen ist es daher nicht empfehlenswert, die
Gärbrühe einzuengen, da man dazu viel Hitze und viel Arbeit
benötigt, um eine unerwünschte Zersetzung des Cephalosporin C zu vermeiden. Im erfindungsgemässen Verfahren wird daher vorzugsweise die Gärbrühe einer Teilreinigung unterworfen, um
Verunreinigungen, die die Acylierung beeinträchtigen könnten, z.B. Monoamino-monocarbonsäure, zu entfernen, und geringfügig eingeengt.

Als reaktives Derivat einer Säure der Formel II geeignet sind Derivate der folgenden Verbindungen :

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CH S-CH₂COOH,

CH₃SO-CH₂COOH

C₉H-S-CH COOH,

C₆H₅S-CH₂COOH,

C₆H₅SO-CH₂COOH C₆H₅CH₂S-CH₂COOH, Cx.H_cCH_oS0-CH_oC00H

CH,

.CH-S-CH₂COOH,

CH,

CH-SO-CH₂COOH

CH--S-CH-C00H , ^J I CU_n

CH₃-SO-CH-COOH CH₃

CH₃S-CH₂CH₂COOH,

CH₃SO-CH₂CH₂COOh

H S-CH₂CH₂COOH,

C₂H₅SO-CH₂CH₂CPOH

CH-S-CH₂CH₂COOH,

CH,

CH, Ch-SO-CH₂CH₂COOH

CH--S-CH_-CH-C00H, *3

CH--S0-CH--CH-C00H J * ,

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Das reaktive- Derivat einer Säure der Formel II sollte die Aminogruppe der Seitenkette des Cephalosporins C oder seines Deacetoxyderivats bei Temperaturen von etwa 0 "bis 30⁰C und bei niedrigen Konzentrationen acylieren. Aus wirtschaftlichen Gründen v/erden gemischte Anhydride aus einer Säure der Formel II mit einer aliphatischen Säure, wie Essigsäure, Propionsäure, c<-Methylpropionsäure, Buttersäure,c(-Äthylbuttersäure, Valeriansäure, Trimethylessigsäure oder 2-Äthyl-

oder mit
hexancarbonsäure,/KJ-Kylhalogencarbonaten, wie Athylchlorcar-

bevorzugt.

bonat, Butylchlorcarbonat oder Isobutylchlorcarhonat/ .andere Säuren, die für das gemischte Anhydrid verwendet werden können, sind Säuren, die eine Dissoziationskonstante von mindestens 1/2, insbesondere 1/5, der Dissoziationskonstante der Säure der Formel II haben. Man kann aber auch die Säurehalogenide verwenden.

Die Acylierung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 0 bis 30⁰C und einem pH-Wert von 7 bis etwa 11, insbesondere von etwa 8 bis 9,5, durchgeführt. Da der pH-Wert während der Acylierung leicht sinkt, wird er durch Zugabe einer entsprechenden Base oder eines entsprechenden Puffers auf dem gewünschten Wert gehalten.

Die Menge des Acylierungsmittels hängt von der Art der zu behandelnden Gärbrühe ab. Bei einer durch Ionenaustauscherharz teilweise gereinigten Brühe verwendet man etwa 1,5 bis 4,0 Mol Acylierungsmittel auf 1 Mol Cephalosporin C. Eine Brühe, die durch Acetonzugabe teilweise gereinigt wurde, benötigt etwa

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4 bis 7 Mol Acylierungsmittel je Mol Cephalosporin C.

Das entstandene N-Acylcephalosporin C oder sein Deacetoxyderivat der Formel III wird dann mit Chinolin ader Isochinolin versetzt, um sie aus der wässrigen Lösung auszufällen. Diese Base kann als einzelne Verbindung oder als Gemisch verwendet werden und muss nicht besonders rein sein. Auf 1 Mol N-Acylcephalosporin C verwendet man etwa 2 bis 5 Mol Chinolin oder Isochinolin.

Nach der Zugabe der Base wird das Gemisch auf einen pH-Wert von 2,0 bis 3» 5 mit einer ansäuernden Verbindung, wie Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure oder Phosphorsäure, eingestellt und etwa eine Stunde bei 0 bis 30⁰C, im allgemeinen 10 bis 20°C, gerührt, um das Addukt von N-Acylcephalosporin C oder N-Acyldeacetoxycephalosporin C mit der Base auszufällen. Dieses Addukt ist im allgemeinen kristallin.

Bereitet die Ausfällung des entstandenen Addukts wegen der Konzentration oder wegen anderer im Reaktionsgemisch vorhandener Verbindungen Schwierigkeiten, so kann man gegebenenfalls dem Reaktionsgemisch ein anorganisches Salz, wie Natriumsulfat oder Natriumchlorid, zugeben. Der entstandene Niederschlag wird dann in herkömmlicher Weise abgetrennt, z.B. durch Zentrifugieren

sowie
oder Filtrieren,/mit Wasser und einem organischen Lösungsmittel,

wie Äthylacetat, gewaschen und getrocknet.

Das Addukt von N-Acylcephalosporin C oder N-Acyldeacetoxy-

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cephalosporin C und der organischen Base kann in die entsprechenden anderen in Stellung 3 substituierten Derivate sov/ie auch in 7-Aminocephalosporansäure und ihre in Stellung 3 substituierten Derivate umgewandelt werden. Das Addukt kann aber auch mit einer entsprechenden Säure zum freien N-Acylcephalosporin C oder N-Acyldeacetoxycephalosporin C übergeführt werden, das wiederum in ein entsprechendes Salz, wie ein Alkalimetall- oder Trialkylaminosalz, umgewandelt werden kann.

Die in Stellung 3 substituierten Derivate von N-Acylcephaiosporin C erhält man durch Umsetzen von N-Acylcephalosporin C, dessen Addukt oder Salz, mit-einem Alkalimetallazid oder einem Thiol der Formel HS-R,, in der R, wie in Formel I definiert ist, oder dessen Salz.

Die Reaktion wird in einem wässrigen Lösungsmittel bei einem pH-Wert von 5,0 bis 8,0 durchgeführt. Als wässriges Lösungsmittel kann man V/asser oder ein Gemisch von Wasser und einem organischen Lösungsmittel, wie einem niedrigen aliphatischen

oder
Alkohol, z.B. Methanol,/Aceton oder Dioxan, verwenden.

Die V/ahl des Lösungsmittels hängt im allgemeinen von der Löslichkeit der Reaktionsteilnehmer in Wasser ab. Im allgemeinen

Z.B.

ist es günstig, dem Reaktionsgemisch einen/.ihosphatpuffer

zuzugeben, um den pH-Wert während der Reaktion zu kontrollieren, und das Reaktionsgemisch zu erhitzen.

Als Thiole der Formel HS-R, bevorzugt sind Thiadiazolthiole, wie 1,3»4-Thiadiazol-2-thiol oder 5-Methyl-1,3,4-thiadiazol-

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2-thiol, Tetrazolthiole, wie Tetrazol-5-thiol oder 1-Methyl-

oder ein
tetrazol-5-thiol,/Oxadiazol-thiol, wie 1,3,4-0xadiazol-2-thiol

oder 5-Methyl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol.

Die entstandenen 3-substituierten Derivate können durch Ansäuern des wässrigen Reaktionsgemisch.es und Extrahieren mit einem organischen Lösungsmittel, wie Äthylacetat, isoliert werden. Gegebenenfalls kann man die Produkte durch Verwendung von Kohle reinigen. Ausserdem kann man den organischen Extrakt für den nächsten Schritt, d.h. die Abspaltung des Ac/lrestes in Stellung 7, verwenden. Sind jedoch Wasser oder protonenaktive organische Lösungsmittel vorhanden, so sollten diese vor dem nächsten Schritt entfernt werden.

Aus den erfindungsgemässen Cephalosporinderivaten der Formel I, deren Addukten oder Salzen, erhält man durch Abspaltung der Acylgruppe in Stellung 7 7-Aminocephalosporansäure und ihre in Stellung 3 substituierten Derivate.

Zu diesem Zweck werden die Carboxylgruppen in Stellung 4 und 5 des Cephalosporinderivats der Formel I, dessen Addukt oder Salz, durch leicht abspaltbare Ester oder gemischte Anhydride geschützt, mit einer ein Iminohalogenid bildenden und anschliessend mit einer Iminoäther bildenden Verbindung zum entsprechenden Iminoäther umgesetzt und dieser hydrolysiert.

.Die Carboxylgruppen des Cephalosporinderivats der Formel I können mit einer Phosphin-Halogen-Verbindung der allgemeinen

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Formel IV

(IV)

in der X₁ ein Halogenatom, R/ ein niederer Alkyl- oder Alkoxy rest oder ein Halogenatom und R,- ein Halogenatom oder ein niederer Alkoxyrest ist, oder wenn beide Reste R^ und Rt- niedere Alkoxyreste sind, zusammen mit dem Phosphoratom einen Ring bilden,

oder mit einer Silicium-Halogen-Verbindung der Formel V

^R8

in der X^ ein Halogenatom, Rg ein niederer Alkyl- oder Alkoxyrest oder ein Halogenatom und Ry und Rg niedere Alkyl- oder Alkoxyreste sind, geschützt werden.

Bevorzugte Phosphin- oder Silicium-Halogen-Verbindungen sind

L₀- ^p-^cl*
CH₃OPCl₂, C₂II₅OPCl₂, C₄H₉OPCl₂, CH₃PCl₂, C₄II₉PCl₂, PCl₃, ClCH₂CH₂OPCl₂, (CH₃)₃SiCl, CH₃(CH₃O)₂SiCl, (CH₃O)₃SiCl, CH₃O(CH₃J₂SiCl, (CH₃J₂SiCl₂, (CH₃O)₂SiCl₂, CH₃(CH₃O)SiCl₂.

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Besonders bevorzugt sind Γ°-P-ci,

L₀ ^ ■ ' ' ₀ (CH₃)₃SiCl, CH₃(CH₃O)₂SiCl, CH₃O(CH₃J₂SiCl _und (CH₃O)₃SiCl

Man kann die Carboxylgruppen aber auch mit Kohlenstoff-Halogenverbindungen, wie Phosgen oder Acetylchlorid, schützen. Die Art der Schutzgruppe ist nicht besonders kritisch, vorausgesetzt sie schützt die Carboxylgruppe bei der folgenden Iminohalogenid- und Iminoätherbildung. Bei der Wahl der Schutzgruppe sollten jedoch auch Erwägungen, wie leichte Abspaltbarkeit, Kosten der Reagentien und leichte Handhabung, eine Rolle spielen.

Die'Umwandlung der Carboxylgruppen in die geschützte Form erfolgt unter wasserfreien Bedingungen in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, Äthylenchlorid, Tetrahydrofuran oder Chloroform, und in Anwesenheit einer organischen Base, wie Triäthylamin, N-Methylmorpholin, N-Methylpiperidin, Chinolin, Pyridin oder Dirnethylanilin.

Das an den Carboxylgruppen geschützte Produkt wird dann mit einem Iminohalogenid bildenden Mittel, wie Phosphorpentachlorid, Phosphoroxychlorid oder Phosgen umgesetzt, um die Amidbindung zwischen Stellung 7 und 5 des Cephalosporinderivats der Formel I in ein Iminohalogenid umzuwandeln. Dem Reaktionsgemisch wird dann ein niederer Alkohol, wie Methanol, Propanol, Butanol, Amylalkohol, Äthylenglykol, Propylenglykol, Äthylenchlorhydrin oder Alkoxyäthanol zugesetzt, um den ent-

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- 13 sprechenden Iminoäther herzustellen.

Für diese beiden Reaktionen kann man das Reaktionsgeraisch , welches bei Einführung aer Schutzgruppan entsteht, verwenden.

Der entstandene Iminoäther wird mit Wasser zur gewünschten 7-Aminocephalosporansäure oder ihres 3-substituierten Derivats hydrolysiert. Die Hydrolyse wird unter sauren Bedingungen, vorzugsweise "bei einem pH-Wert unter 3» durchgeführt. Bei Verwendung von N-Acyldeacetoxycephalosporin C erfolgt die Hydrolyse zweckmässig bei einem pH-Wert von 1.

Nach der Hydrolyse wird das Reaktionsgemisch auf den isoelektrischen Punkt der entstandenen 7-Aminoverbindung eingestellt. Dabei fällt die gewünschte Verbindung aus. Der Niederschlag wird abgetrennt und in herkömmlicher Weise getrocknet.

Die gewünschten Verbindungen v/erden auf diese Weise in hoher Ausbeute und hoher Reinheit erhalten.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispieli

20 ml einer Lösung, die von einem Ionenaustauscherharz eluiert wurde und 30 mg Cephalosporin C je ml enthält, werden mit etwa 0,2 g Natriumborat versetzt, der pH-Wert wird mit verdünnter Natronlauge auf 9,0 eingestellt. Aus Pivaloylchlorid und dem N-Methylmorpholinsalz der Methylthioessigsäure wird das gemischte

,nhydrid in Äthylacetat hergestellt und eine Menge von 2,5 Hol

zu

je Mol Cephalosporin C (5 ml Lösung)/der Cephalosporinlösung· zugegeben. Das Gemisch wird bei 0 bis 10⁰C etwa eine Feinde lang ?tark gerührt, wobei der pH-V/ert mit verdünnter Natronlauge _auf pH 9 eingestellt wird. Nach vollendeter Reaktion, ^was durch Dünnschichtchromatographie mit Benzol/Essigsäure/ Pyridin/Wasser im Verhältnis von 15:3: 10: 12/ Besprühen mit einer Jodazidlösung und Erhitzen kontrolliert wird,

. wird das rteakxionsgemisch mit verdünnter Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 5 bis 6 eingestellt.

Die organische Phase wird abgetrennt, die wässrige Phase wird mit Wasser auf 30 ml verdünnt, das entspricht einer 2 prozen-

tigen Cephalosporin-C-Lösung, 15 ml dieser wässrigen Lösung werden mit 0,43 ml Chinolin (5 Mol je Mol Cephalosporin C) versetzt und der pH-Wert wird unter Rühren mit verdünnter Schwefelsäure auf 3,0 eingestellt. Bald erscheinen Kristalle. Nach einstündigem Rühren werden die ausgefallenen Kristalle gesammelt, mit einer geringen Menge Eiswasser, dann mit Äthylacetat gewaschen und über Nacht in einem Vakuumtrockner getrocknet. Ausbeute: 450 mg (98 Prozent) des Chinolinaddukts von N-Methylthioacetylcephalosporin C mit einer Reinheit von 97 Prozent (UV-Bestimmung).

IR: 1790 cm"¹ (ß-Lactam). UV ·* _v : 264 m#u.

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Beispiel 2 ·

15 ml der zweiprozentigen Cephalosporin-C-Lösung, hergestellt gefnäss Beispiel 1, werden verdünnt und mit 0,43 ml Chinolin (5 Mol je Mol Cephalosporin C) gemäss Beispiel 1 versetzt.

Die Ausbeuten an Chinolinaddukt von N-Methylthioacetylcephalosporin C sind in Tabelle I zusammengefasst. Die Zahlen in Klammern zeigen die Ausbeuten bei Verdünnung mit 5 prozentiger Natriumchloridlösung.

Tabelle I

Ausbeuten mg Prozent

a) 1 prozentige Lösung, 30 ml 426

( 441 )

b) 0,5 prozentige Lösung, 60 ml 415

( 436 )

c) 0,3 prozentige Lösung, 100 ml 380

( 403 )

93 96

90 94

83 87

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Beispiel 3

20 ml einer Cephalosporin-C-Lösung, die von einem Ionenaustauscherharz eluiert v/urde und 15 mg Cephalosporin C je ml enthält (UV-Bestimmung), werden mit etwa 0,2 g Natriumhydrogenphosphat versetzt. Der pH-Wert der Lösung wird auf 9,0 mit verdünnter Natronlauge eingestellt. Aus Kaliumraethylthioacetat, Propionylchlorid und einer geringen Menge N-Methylmorpholin wird eine Lösung des gemischten Anhydrids in Äthylacetat hergestellt und zu der Cephalosporin-C LcLung in einer Menge von 2,5 Mol je Mol Cephalosporin C (5 ml Lösung) zugegeben. Das Gemisch wird etwa eine Stunde bei 0 bis 10⁰C stark gerührt, wobei der pH-Wert mit. verdünnter Natronlauge auf 9 gehalten wird. Dann wird das Reaktionsgemisch auf pH 5 bis 6 eingestellt. Die organische Phase wird abgetrennt, die wässrige Phase wird mit 5-prozentiger Natriumchloridlösung auf 30 ml verdünnt, das entspricht einer einprozentigen Cephalosporin-C-Lösung .

15 ml dieser Lösung werden mit 0,22 ml Isochinolin (5 Mol ,je Mol Cephalosporin C) versetzt, der pH-Wert der Lösung wird mit verdünnter Schwefelsäure unter Rühren bei 10⁰C auf 3,0 eingestellt. Es erscheinen sehr bald Kristalle, die nach einer Stunde Rühren gesammelt und mit einer geringen Menge Eiswasser, dann mit Äthylacetat gewaschen und über Nacht in einem Vakuumtrockner getrocknet werden. Ausbeute: 228 mg (97 Prozent) Isochinolinaddukt des N-Methylthioacetylcephalosporin C. mit einer Reinheit von 97 Prozent (UV-Bestimmung).

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^m/^u·

15 ml der restlichen Lösung werden mit 5 prozentiger Natriumchloridlösung auf 30 ml verdünnt, das entspricht einer 0,5-prozentigen Cephalosporin-C-Lösung. Nach der Zugabe von 0,22 ml Chinolin wird das Gemisch auf einen pH-Wert von 3,0 eingestellt und bei 5 bis 10⁰C gerührt. Die sich bald abscheidenden Kristalle werden nach einer Stunde gesammelt, mit Eiswasser und dann mit Äthylacetat gewaschen und dann unter vermindertem Druck getrocknet. Ausbeute: 226 mg Isochinolinaddukt von N-Methylthioacetylcephalosporin C mit einer Reinheit von 97 Prozent.

Beispiel 4

10 ml einer Cephalosporin-C-Lösung, die von einem Ionenaustauscherharz eluiert wurde und 10 mg Cephalosporin C je ml enthält, werden mit etwa 0,04 g Natriumborat versetzt, der pH-Wert wird mit verdünnter Natronlauge, auf 9»0 eingestellt. Aus Kaliummethylthioacetat, einer geringen Menge N-Methylmorpholin und Acetylchlorid wird in Äthylacetat das gemischte Anhydrid hergestellt. 3 nil dieser Lösung werden zu der Cephalosporin-C-Lösung zugegeben und zwar in einer Menge von 2,5 Mol je Mol Cephalosporin C. Das Gemisch wird bei 10 bis 20⁰C etwa eine Stunde lang stark gerührt, wobei der pH-Wert mit verdünnter Natronlauge auf 9,0 gehalten wird.

Das Gemisch wird mit 0,1 ml Chinolin versetzt, dann wir"d der pH-Wert unter Rühren auf 3»0 mit einer 10 prozentigen Phosphor-

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säurelösung eingestellt. Die sehr bald ausfallenden Kristalle werden nach einer Stunde Rühren gesammelt, mit einer geringen Menge- Eiswasser, dann mit Äthylacetat gewaschen und über Nacht in einem Vakuumtrockner getrocknet. Ausbeute: 145 mg Chinolinaddukt von N-Methylthioacetylcephalosporin C mit einer Reinheit von 98 Prozent.

Die IR- und UV-Spektren dieses Produkts decken sich mit denen einer authentischen Probe.

Wird die N-Acetylierung mit Essigsäureanhydrid anstelle des gemischten Anhydrids durchgeführt, so erhält man keine Kristalle des Chinolinaddukts.

Beispiel5

Die Arbeitsweise von Beispiel 4 wird wiederholt mit dem Unterschied, dass eine Äthylacetatlösung eines Säureanhydrids aus Methylthioacetylchlorid und N-Methylmorpholinsalz von Methylthioessigsäure anstelle des gemischten Anhydrids aus Methylthioessigsäure und Essigsäure verwendet wird. Man erhält 150 mg Chinolinaddukt von N-Methylthioacetylcephalosporin C mit einer Reinheit von 98 Prozent.

Beispiel 6

Die Arbeitsweise von Beispiel 4 wird wiederholt mit dem Unterschied, dass eine Äthylthioacetatlösung des gemischten Anhydrids aus Kaliumäthylthioacetat, Propionylchlorid und einer geringen Menge N-Methylmorpholin anstelle des gemischten Anhydrids aus

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Hethylthioessi^säure und Essigsäure verwendet wird. Man erhält 125 mg Chinolinaddukt von N-Äthylthioacetylcephalosporin C mit einer Reinheit von 95 Prozent.

IR : 1790 cm"¹; UV /V _v : 263 m/u.

max /

Beispiel 7

Die Arbeitsweise von Beispiel 4 wird wiederholt mit dem Unterschied, dass anstelle des gemischten Anhydrids aus Methylthioessigsäure und Essigsäure Äthylacetatlösungen von

a) einem gemischten Anhydrid aus Kaliumisopropylthioacetat, Pivaloylchlorid und einer geringen Menge N-MethyImorpholin,

b) einem gemischten Anhydrid aus Kaliumisobutylthioacetat, Pivaloylchlorid und einer geringen Menge N-Methylmorpholin,

c) einem gemischten Anhydrid aus Kalium-«^-methylthiopropionat, Propionylchlorid und einer geringen Menge N-Methylmorpholin und

d) einem gemischten Anhydrid aus Kaliummethylsulfinylacetat, Pivaloylchlorid .und einer geringen Menge N-Methylmorpholin

verwendet werden. Man erhält :

a) 108 mg Chinolinaddukt von N-Isopropylthioacetylcephalosporin C mit einer Reinheit von 95 Prozent.

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b) 105 mg Chinolinaddukt von N-Isobutylthioacetylcephalosporin C rait einer Reinheit von 96 Prozent. ^m λπ-ax ^{: 263 ra}/^u·

c) 134 mg Chinolinaddukt von N-^C-Methylthiopropionylcephalo sporin C mit einer Reinheit von 97 Prozent.

d) 138 mg Chinolinaddukt von N-Methylsulfinylacetylcephalosporin C mit einer Reinheit von 94 Prozent. ^{UV /l}max ^: ²⁶³ ^ra/^u·

Beispiel- 8

a) einem gemischten Anhydrid aus Kalium-ß-methylthiopropionat, Pivaloylchlorid und einer geringen Menge N-Methylmorpholin und

"b) einem gemischten Anhydrid von Kalium-ß-äthylthiopropionat, Pivaloylchlorid und einer geringen Menge N-Methylmorpholin verwendet werden.

Man erhält ;

a) 100 mg Chinolinaddukt von N-ß-methylthiopropionylcephalosporin C mit einer Reinheit von 96 Prozent.

IR: 1790 cm"¹; UV * _mov : 263 m₇u.

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b) 82 mg Chinolinaddukt von IT-ß-Äthylthiopropionylcephalosporin C mit einer Reinheit von 96 Prozent.

IR: 1790 cm"¹; UV λ _βν : 263 n/U.

mcLX /

Beispiel 9

0,63 g getrocknetes Chinolinaddukt von N-Methylthioacetylcephalosporin C, 0,3 g Triäthylamin und 0,4 g Dirnethylanilin werden zu 10 ml getrocknetem Methylenchlorid zugegeben. Das Gemisch wird tropfenweise mit einer Lösung von 0,43 g Trimethylsilylchlorid in Methylenchlorid bei 0 C unter Rühren versetzt. Nach 30 Minuten wird die entstandene klare Lösung auf -30⁰C abgekühlt und mit 0,5 g feihgepulvertem Phosphorpentachlorid versetzt, dann 2 Stunden bei -20 bis -5⁰C gerührt. Das Gemisch wird wiederum auf -30 C abgekühlt, mit 3 ml wasserfreiem Isobutanol tropfenweise versetzt, 2 Stunden bei -30 bis -10⁰C gerührt und bei -20⁰C über Nacht stehen gelassen. Das Gemisch wird dann mit 3 ml Eiswasser versetzt und 30 Minuten gerührt, wobei der pH-Wert mit Ammoniumcarbonat auf 2,0 bis 2,5 gehalten wird. Das Gemisch wird dann allmählich auf den isoelektrischen Punkt (pH 3>5) eingestellt und über Nacht in einem Eisschrank stehen gelassen. Die ausgefallenen Kristalle werden abzentrifugiert, mit einer geringen Menge gekühltem 60 prozentigem wässrigen Aceton, dann mit Aceton gewaschen und getrocknet. Ausbeute: 0,23 g (84 Prozent) 7-Aminocephalosporansäure mit einer Reinheit von 98 Prozent (UV-Bestimmung).

IR : 1800 cm"¹; UV A ; 262 m,u.

msLX /

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Beispiel 10

Die Arbeitsweise von Beispiel 9 wird wiederholt mit dem Unterschied, dass anstelle von Trimethylsilylchlorid

a) 0,5 g 2-Chlor-1,3,2-dioxaphospholan,

b) 0,55 g 2-Chlor-4-methyl-1,3,2-dioxaphospholan,

c) 0,63 g Trimethoxysilylchlorid und cQ 0>5 g Dimethylmethoxysilylchlorid

verwendet werden. Man erhält 7-Aminocephalosporansäure in folgenden Ausbeuten :

a) 0,22 g,

b) 0,24 g,

c) 0,23 g und

d) 0,23 g.

Beispiel -11

Die Arbeitsweise von Beispiel 9 wird wiederholt mit dem Unterschied, dass anstelle von Isobutylalkohol

a) wasserfreies Methanol und

b) n-Butanol

verwendet werden. Man erhält 0,25 g bzw. 0,21 g 7-Aminocephalosporansäure .

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Beispiel 12 ■

20 ml einer Cephalosporiii-C-Lösung, die von einem Ionenaustauscherharz eluiert wurde und 10 mg Cephalosporin C je ml enthält, werden mit etwa 0,08 g Natriumborat versetzt, der pH-Wert wird mit verdünnter Natronlauge auf 9>0 eingestellt. Aus Kaliumnethylthioacetat., einer geringen Menge N-Methylmorpholin und Chlorcarbonsäure-äthylester wird das gemischte Anhydrid in Äthylacetat hergestellt und in einer Menge von 4- Mol je Mol Cephalosporin C (5 ml) der Cephalosporinlösung zugegeben. Die Lösung wird bei 0 bis 5 C stark gerührt. Nach etwa einer Stunde Reaktionszeit bei einem pH-Wert von 9, der mit verdünnter Natronlauge gehalten wurde, wird das Gemisch mit 0,2 ml Chinolin versetzt, der pH-Wert wird unter Rühren auf 3>0 eingestellt. Das Gemisch wird dann mit Natriumchlorid gesättigt, etwa eine Stunde gerührt und abfiltriert. Die Kristalle werden gesammelt, mit Eiswasser und Äthylacetat gewaschen und dann getrocknet. Ausbeute: 260 mg Chinalinaddukt von N-Methylthioacetylcephalosporin C mit einer Reinheit von 97 Prozent.

Beispiel 13

a) 3j8 g Chinolinaddukt von 5'-N-Methylthioacetylcephalosporin C werden in 25 ml Wasser suspendiert, auf einen pH-Wert von 6,5 mit 2n Natronlauge eingestellt und einige Male mit Methylenchlorid gewaschen. Das Gemisch wird dann mit 0,8 g 1-Methyltetrazol-5-thiol und 0,5 g Natriumhydrogenphosphat versetzt. Der pH-Wert des Gemisches wird mit Natriumhydroxid

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auf 6,5 eingestellt. Das Gemisch wird 5 bis 8 Stunden bei 60 bis 70⁰C gerührt, wobei die Reaktion durch Dünnschichtchromatographie kontrolliert wird. Am Ende der Reaktion wird das Gemisch auf einen pH-Wert von 2,0 mit verdünnter Schwefelsäure eingestellt, einige Male mit Äthylacetat extrahiert, viermal mit einer geringen Menge einer wässrigen gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck destilliert, um das Lösungsmittel zu entfernen. Der Rückstand wird zur Verfestigung mit η-Hexan behandelt. Ausbeute: 2,3 g (84 Prozent) 7-/T5^f-N-Methylthioacetamido)-adipinamid£7-3-(1"-methyltetrazol-5"-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure.

IR (KBr) : 1770 cm"¹; UV λ _: 272 m,u.

max /

b) 1,1 g der nach a) hergestellten Verbindung werden bei 70 bis 80 C unter vermindertem Druck über Phosphorpentaoxid getrocknet, mit 10 ml Methylenchlorid, 2,4 g Dirnethylanilin und 1,3 g Methyldichlorphosphit versetzt und bei Raumtemperatur gerührt.

/wird '

Nach 30 Minuten / die klare Lösung auf -30 C abgekühlt und unter Rühren wird 1,2 g Phosphorpentachlorid zugegeben. Das Gemisch wird bei -20 bis 0 C zwei Stunden lang umgesetzt, dann auf -40⁰C abgekühlt. 2,6 g wasserfreies Methanol werden tropfenweise zu dem Gemisch gegeben, das 2 Stunden bei -20 bis -5⁰C gerührt und dann über Nacht bei -20⁰C stehen gelassen wird. Das Gemisch wird dann in 7 ml Eiswasser gegossen, 20 Minuten gerührt und allmählich mit Ammoniumcarbonat auf einen pH-Wert von 3,5 eingestellt. Das Gemisch wird über Nacht stehen gelassen, der po-Aig^trWird^iejier auf 3,5 eingestellt.

Die ausgefallenen Kristalle werden abzentrifugiert, mit kaltem 60 prozentigem wässrigem Aceton gewaschen, zentrifugiert und wieder mit Aceton gewaschen. Ausbeute: 0,55 g (86 Prozent) 7-Amino-3- (1 ' -methyltetrazol-5' -yl) -thiomethyl-S-cephem-^- carbonsäure.

IR : 1800 cm"¹; UV I^ : 272 m₇u.

IIlclX /

c) Die Arbeitsweise von b) wird wiederholt mit dem Unterschied, dass 3»1 g Trimethoxysilylchlorid anstelle von Methyldichlorphosphit verwendet werden. Ausbeute: 80 Prozent.

d) Die Arbeitsweise von b) wird wiederholt, mit dem Unterschied, dass 1,6 g Acetylchlorid und 3,7 g Äthylenglykol anstelle von Methyldichlorphosphit und Methanol verwendet werden. Ausbeute: 73 Prozent.

Beispiel 14

a) Die Arbeitsweise von Beispiel 13a) wird wiederholt mit dem Unterschied, dass anstelle von 1-Methyltetrazol-5-thiol 5-Methyl-1,3,4-thiadiazol-2-thiol verwendet wird. Ausbeute: 2,4 g (84 Prozent) 7-/T5'-Methylthioacetamido)-adipinamido7-3-(5"-methyl-1",3",4»-thiediazol-2"-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure.

-1

IR : 1780 cm"¹; UV /I _v : 272 m,u.

max /

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b) 1,2 g des nach a) hergestellten Produkts werden gemäss Beispiel 13 b) "behandelt. Ausbeute: 0,6 g (87 Prozent) 7-Amino-3-(5'-methyl-1',3',4^r-thiadiazol-2'-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure.

IR : 1800 cm"¹; UV A_mov : 272 m/U.

Beispiel 15

a) Die Arbeitsweise von Beispiel 13a) wird wiederholt mit dem Jnterschied, dass anstelle von 1-Methyltetrazol-5-thiol 1,3,4-Thiadiazol-2-thiol verwendet wird. Ausbeute: 2,3 g (82 Prozent) 7-/T5^t-N-Methylthioacetamido)-adipinatnid£7-3-(i',3',4^I-thiadiazol-2'-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure.

IR : 1780 cm"¹; UV "L_ : 270 m,u.

HldX /

b) 1,1 g des nach a) hergestellten Produkts werden gemäss Beispiel 13b) behandelt. Ausbeute: 0,5 g (83 Prozent) 7-Amino-3-(1',3!,4^t-thiadiazol-2'-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure.

IR : 1800 cm"¹; UV /l_max : 270 mm.

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Claims

Patentansprüche

in der

R. ein niederer Alkyl-, Aryl- oder Arylalkylrest, Rp ein niederer Alkylenrest,

Y ein Schwefelatom oder ein Sulfinylrest und

X ein Wasserstoffatom, ein Acetoxy- oder Azidorest oder ein Rest der Formel

ist, in der R-, ein gegebenenfalls mit einer oder mehreren Methylgruppe(n) substituierter heterocyclischer Rest ist.

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2. N-Methylthioacetyl-cephalosporin C und dessen Chinolin- oder Isochinolin-Addukt.
3. N-Äthylthioacetyl-cephalosporin C und dessen Chinolin-Addukt.
4. N-Isopropylthioacetyl-cephalosporin C und dessen Chinolin-Addukt.
5. N-Isobutylthioacetyl-cephalosporin C und dessen Chinolin-Addukt.
6. N-<x-Methylthiopropionyl-cephalosporin C und dessen Chinolin-Addukt.
7. N-Methylsulfinylacetyl-cephalosporin C und dessen Chinolin-Addukt.
8. N-ß-Methylthiopropionyl-cephalosporin C und dessen Chinolin-Addukt.
9. N-ß-Äthylthiopropionyl-cephalosporin C und dessen Chinolin-Addukt.
10. 7-(5'-N-Methylthioacetamido)-adipinamido)|-3-(i"-methyltetrazol-5^lf-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure.
11. 7J"(5'-N-Methylthioacetamido)-adipinamidoJ-3-(5"-methyl-1"»3",4^H-thiadiazol-2"-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure.
12. 7-[(5^l-N-Methylthioacetamido)-adipinamidoJ-3-(i',3*,4'-thiadiazol-2'-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure.

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13. Verfahren'zur Herstellung der Verbindung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass man in wässriger Lösung Cephalosporin C und/oder Deacetoxycephalosporin C mit einem reaktiven Derivat einer Säure der Formel (II)

R₁ - Y - R₂ - COOH (II)

zu einer Verbindung der Formel III umsetzt

HOOC-CH-(CH₂) -CONH

NH-CO-R₉-Y-R. X N ^L-GK₀-X' (ill)

COOH

in der Rv,, R~ und Y nach Anspruch 1 definiert sind und X¹ ein Wasserstoffatom oder ein Acetoxyrest ist, die Lösung mit Chinolin oder Isochinolin versetzt, den pH-Wert durch Zugabe einer ansäuernden Verbindung auf etwa 2,0 bis 3>5 einstellt, die Lösung gegebenenfalls mit einer anorganischen Verbindung versetzt und gegebenenfalls das erhaltene Chinolin- oder Isochinolinaddukt der Verbindung der Formel(III) in die entsprechende freie Säure oder deren Salz überführt.
14. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel (III), in der X¹ ein Acetoxyrest ist, deren Salz oder Addukt, mit einem Alkalimetallazid oder einem Thiol der Formel

HS - EU
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'in der R^ nach Anspruch 1 definiert ist, ode.r dessen Salz, zu einer Verbindung der Formel (Vl) umsetzt

HOOC-CH-(CII₂) -CONH S ^S \

NH-CO-R₂-Y-R₁ J N_xJ-CH₂-X_{1 (vi)}

COOH

in der R^, R^ und Y nach Anspruch 1 definiert sind, X^ ein Azidorest oder ein Rest der Formel -SR.-, ist, in der R, nach Anspruch 1 definiert ist.
15. Verwendung der Verbindungen nach Anspruch 1, Formel (I) zur Herstellung von 7-Aminocephalosporansäure oder 7-Aminodeacetoxycephalosporansäure und ihrer in Stellung 3 substituierten Derivate.
16. Ausführungsform nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man die Carboxylgruppen in Stellung k und 5 des Chinolin- oder Isochinolinaddukts der Verbindungen der Formel (I) s-chützt, die erhaltene Verbindung mit einer ein Iminohalogenid bildenden und anschliessend mit einer einen Iminoäther bildenden Verbindung zum entsprechenden Iminoäther umsetzt und diesen zu 7-Aminocephalosporansäure oder 7-Aminodeacetoxycephalosporansäure oder deren in Stellung 3<substituierten Derivate hydrolysiert.

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