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Antibiotikum, Verfahren zu seiner Herstellung und pharmazeutisches
Mittel Die Erfindung betrifft Methoxymethyl-6-aminopenicillanat und pharmazeutisch
verträgliche Salze davon, ein Verfahren zu seiner Herstellung, seine Umwandlung
in Methoxymethyl-; amoxicillin und die Verwendung der letzteren Verbindung als Zwischenprodukt
zur Herstellung des Methoxymethylesters von p-Hydroxyhetacillin.
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Die erfindungsgemäße antibiotische Verbindung ist ein Derivat des
p-Hydroxyhetacillins und des Amoxicillins. Amoxicillin ist auch qls D-6-(p-Hydroxy«X-aminophenylacetamido)penicillansäure
bekannt.
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Hetacillin, ein Penicillinderivat, ist in saurer Form als D-6-(2,2-Dimethyl-5-oxo-4-phenyl-1-imidazolidinyl
)penici 1 lansäure bekannt.
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Die vorliegende Erfindung schafft das Acetonaddukt des Methoxymethylesters
von Amoxicillin und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Der Begriff "Acetonaddukt"
bezieht sich auf das durch Reaktion der entsprechenden oc-Aminoverbindung mit einer
stöchiometrischen Menge Aceton zur Bildung einer Verbindung der Formel 1 erhaltene
Produkt.
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Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbindung der
Formel I
mît der D-Konfiguration an dem mit einem Sternchen (*) markierten Kohlenstoffatom,
oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon. Die Verbindung I, die als Methoxymethyl-D-6-f2,2-dimethyl-5-oxo-4-(p-hydroxyphenyl)-1-imidazolidinyljpenicillanat
bezeichnet werden kann, wird nachfolgend der Einfachheit halber als p-Hydroxy-hetacillin-methoxymethylester
bezeichnet.
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Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Herstellung
des Methoxymethylesters von p-Hydroxyhetacillin oder eines pharmazeutisch verträglichen
Salzes davon, dadurch gekennzeichnet, daß man in aufeinanderfolgenden Stufen:
a)
einen Penicillinester der Formel
worin R für einen organischen Rest steht, bildet, b) den Penicillinester desacyliert,
wobei das Methoxymethyl-6-aminopenicillinat gebildet wird, c) das Methoxymethyl-6-aminopenicillanat
mit der Acyleinheit von D-(-)-2-p-Hydroxyphenylglycin nochmals acyliert, wobei der
Methoxymethylester von Amoxicillin gebildet wird, d) den Methoxymethylester des
Amoxicillins mit Aceton umsetzt, wobei der Methoxymethylester von p-Hydroxyhetacillin
gebildet wird, und e) wenn das Salz gewünscht ist, den Methoxymethylester von p-Hydroxyhetacillin
gemäß bekannten Methoden umsetzt.
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R steht vorzugsweise für Phenoxymethyl. Die Stufe d) wird vorzugsweise
bei einem pH von 5,5 bis 9,5, am bevorzugtesten 7,5 bis 9,5, durchgeführt.
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Im allgemeinen kann der Methoxymethylester des Hetacillins oder des
Amoxicillins hergestellt werden,indem man ein durch Fermentation hergestelltes Penicillin,
wie Phenoxymethylpenicillin, mit einem geeigneten, veresternden Derivat des Dimethyläthers,
wie einem Halogenmethylmethyläther umsetzt.
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Der so hergestellte Phenoxymethylpenicillinester wird dann nach bekannten
Arbeitsweisen desacyliert, wobei der entsprechende Methoxymethylester der 6-Aminopenicillansäure
geschaffen wird. Dieser 6-APA-Ester und ein geeignetes Acylierungsmittel können
dann, wie es hier gezeigt wird, umgesetzt werden.
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Der 6-APA-Ester kann nach bekannten Arbeitsweisen acyliert werden,
wobei verschiedene Penicillinester, je nach der Wahl des Acylierungsmittels, geschaffen
werden. Die Wahl des Acylierungsmittels und der Bedingungen zur Acylierung sind
nicht in enger Weise kritisch. Man kann entweder die freie Säure, d.h. das D-(-)-2-p-Hydroxyphenylglycin,
oder sein äquivalent zur Acylierung der freien Aminogruppe des 6-APA-Esters einsetzen.
Zu derartigen Acylierungsmitteln gehören die freie Säure und die entsprechenden
Carbonsäurehalogenide, beispielsweise die Chloride und Bromide, die Säureanhydride,
einschließlich gemischter Anhydride und insbesondere der gemischten Anhydride, die
aus Säuren, wie den niedrigen aliphatischen Monoestern der Kohlensäure, der Alkyl-
und Arylsulfonsäure oder aus sterisch gehinderteren Säuren, wie Diphenylessigsäure,
hergestellt sind. Zusätzlich kann man auch ein Säureazid oder einen aktiven Ester
eines Thioesters (beispielsweise mit p-Nitrophenol, 2,4-Dinitrophenol,Thiophenol,
Thioessigsäure) verwenden, oder man kann die freie Säure selbst mit; dem 6-Aminopenicillansäureester
kuppeln, nachdem man zuerst die freie Säure mit N,N'-Dimethylchlorformiminiumchlorid
£vergleiche britische Patentschrift 1 008 170 und Novak und Weichet, Experientia
XXI/6, 360 (1965)J oder unter Verwendung von Enzymen oder eines N,N'-Carbonyidiimidazols
oder eine5 N,N'-Carbonylditriazols tvergleiche südafrikanische Patentschrift 63/26847
oder eines Carbodiimidreagenzes £insbesondere N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid, N,N'-Diisopropylcarbodiimid
oder N-Cyclohexyl-N'-(2-morpholinoäthyl)carbodiimid; vergl.
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Sheehan und Hess, J.Amer.Chem.Soc. 77, 1067 (1955p oder eines
Alkinylaminreagenzes
Dvergl. R.Buijle und H.G.Viehe, Angew.
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Chem.International Edition 3, 582 (1964)J oder eines Keteniminreagenzes
[vergl. C.L.Stevens und M.E.Monk, J.Amer.Chem.
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Soc., 80, 4065 (1958)7 oder eines Isoxazoliumsalzreagenzes tvergl.
R.B.Woodward, R.A.Olofson und H.Mayer, J.Amer.Chem.Soc.
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83, 1010 (1961)7 oder unter Verwendung von Hexachlorcyclotriphosphatriazin
oder Hexabromcyclotriphosphatriazin (US-Patentschrift 3 651 050) oder von Diphenylphosphorylazid
[DPPA; J.Amer.Chem.Soc. 94, 6203-6205 (1972)1 oder von Diäthylphosphorylcyanid CDEPC;
Tetrahedron Letters No; 18, Seiten 1595 bis 1598 (1973) oder von Diphenylphosphit
etrahedron Letters No. 49, Seiten 5047 bis 5050 (1972) gekuppelt hat,.und es ist
auch günstig und wirksam, als Kupplungsmittel das trimere Phosphonitrilchlorid (J.Org.Chem.
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33(7), 2979 bis 81, 1968) oder N-Athoxy-1,2-dihydrochinolin (EEDQ),
wie in J.Amer.Chem.Soc. 90, 823-824 und 1652-1653 (1968) beschrieben, zu verwenden.
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Ein weiteres Squivalent der Säure ist ein entsprechendes Azolid, d.h.
ein Amid der Säure, deren Amidstickstoff Glied eines quasi-aromatischen 5-gliedrigen
Rings ist, der mindestens.
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zwei Stickstoffatome enthält, d.h. Imidazol, Pyrazol, die Triazole,
Benzimidazol, Benzotriazol und deren substituierte Derivate. Als Beispiel für die
allgemeine Methode zur Herstellung eines Azolids, wird das N,N'-Carbonyldiimidazol
mit einer Carbonsäure in äquimolaren Mengen bei Raumtemperatur in Tetrahydrofuran,
Chloroform, Dimethylformamid oder einem ähnlichen inerten Lösungsmittel umgesetzt,
wobei sich das Carbonsäureimidazolid in praktisch quantitativer Ausbeute unter Freisetzung
von Kohlendioxyd und einem Mol Imidazol, bildet. Dicarbonsäuren liefern 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 Bildung eines Penicillins und die zur Isolierung
des so hergestellten Penicillins angewendeten Methoden sind aus dem Stand der Technik
wohlbekannt (vergleiche US-Patentschriften 3 079 314, 3 117 126, 3 129 224 und britische
Patentschriften 932 644, 957 570 und 959 054).
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Zuvor wurde die Verwendung von Enzymen zur Kupplung der freien Säure
mit dem Methoxymethyl-6-aminopenicillanat erwähnt. Zu derartigen Arbeitsweisen gehören
die Verwendung eines Esters, beispielsweise des Methylesters dieser freien Säure
mit Enzymen, die von verschiedenen Mikroorganismen geschaffen werden, beispielsweise
den von T.Takahashi et al., J.Amer.Chem.Soc. 94(11), 4035-4037 (1972) und von T.Nara
et al., J.Antibiotics (Japan) 24(5), 321-323 (1971) und in der US-Patentschrift
3 682 777 beschriebenen Mirkoorganismen.
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In einem Fall wie dem vorliegenden, in dem das Acylierungsmittel eine
freie Aminogruppe enthält, kann es wünschenswert sein, diese mit einem geeigneten
Blockierungsmittel zu schützen.
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Zu derartigen Blockierungsgruppen gehören die der allgemeinen Formel
ROCO--, worin R für eine Allyl-, Benzyl-, substituierte Benzyl-, Phenyl-, substituierte
Phenyl-,oder Trityl-gruppe steht. Es ist jedoch üblicherweise bevorzugt, das D-(-)-2-p-Hydroxyphenylglycylchlorid-Hydrochlorid
als Acylierungsmittel zu verwenden.
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Eine weitere bevorzugte Arbeitsweise besteht darin, daß man a) den.Methoxymethylester
der 6-Aminopenicillånsäure mit einer Säure der D-Konfiguratlon der Formel
worin R1 für Alkyl, Aralkyl oder Aryl steht, R2 Wasserstoff, Alkyl, Aralkyl oder
Aryl bedeutet und R3 Alkyl, Aralkyl, Aryl, Alkoxy, Aralkoxy, Aryloxy oder
bedeutet, worin R4 und R5 jeweils für Wlasserstoff, Alkyl, Aralkyl oder Aryl stehen,
oder, wenn sie zusammen mit dem Stickstoffatom genommen sind, für Piperidin oder
Morpholin stehen, oder einem acylierenden Derivat davon in einem inerten Lösungsmittel
bei einer Temperatur unterhalb 0°C acyliert und (b) die «-Amino-schützende Gruppe
entfernt.
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Bei dieser Arbeitsweise ist es bevorzugt, daß während der Stufe a)
auch eine Verbindung der Formel
vorhandenist,worin X für ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-oder Phenylgruppe steht,
Y ein Wasserstoffatom oder eine niedrige Alkylgruppe bedeutet, oder X und Y zusammen
irgend einen der divalenten Reste äthylen, substituiertes Athylen, Trimethylen,
-CH2OCH2- oder-CH2N(CH3)CH2-, bedeuten. Zu Beispielen
für derartige
Katalysatoren gehören N-Methylmorpholin und N,N-Dimethylbenzylamin. Es ist bevorzugt,
daß das inerte Lösungsmittel Aceton oder wässriges Aceton oder Tetrahydrofuran ist
und daß das acylierende Derivat ein gemischtes Anhydrid ist, das aus einem Alkylchlorcarbonat
gebildet ist.
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Es ist weiter bevorzugt, daß in der Enamin-Amino-schützenden Gruppe
R1 für Methyl steht, R2 Wasserstoff bedeutet und R3 für Methoxy, Athoxy oder Methyl
steht. Dies erfordert die Verwendung von Acetessigsäuremethylester, Acetessigsåureäthylester,
oder Acetylaceton.
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Bei der Entfernung der «-Amino-schützenden Gruppe ist es bevorzugt,
daß man eine starke Mineralsäure, wie Chlorwasser-..
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stoffsäure oder Ameisensäure gebraucht.
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Der erhaltene Penicillinester, beispielsweise der Methoxymethylester
des Amoxicillins, wird dann mit Aceton zur Bildung des Acetonadduktesters, beispielsweise
des p-Hydroxyhetacillinesters, gemäß der in der US-Patentschrift 3 198 804 offenbarten
Arbeitsweise umgesetzt. Bei der Durchführung dieser Reaktion sind somit die Anteile
an jedem Reaktionspartner nicht kritisch, Unabhängig von den Anteilen an Reaktionspartnern
wird die Reaktion in gewissem Ausmaß erfolgen. Es ist jedoch bevorzugt, mindestens
1 Mol Oberschuß an Aceton zu verwenden, um maximale Ausbeuten zu erhalten. Man kann
auch größere molare Oberschüsse an Aceton verwenden, und das Aceton kann in der
Tat auch sowohl das Reaktionsmedium als auch der Reaktionspartner sein.
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Das Reaktionsmedium kann wasserfrei oder wässrig sein. Die Reaktion
ist eine Gleichgewichtsreaktion, in deren Verlauf Wasser abgespalten wird, und es
ist daher bevorzugt, im Reaktionsmedium keine größere Menge an Wasser vorliegen
zu haben.
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Der pH der Reaktionsmischung während der Bildung dieses p-Hydroxyhetacillinesters
sollte von ungefähr 5,5 bis ungefähr 9,5, und vorzugsweise von ungefähr 7,5 bis
9,5 betragen.
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Der pH kann erforderlichenfalls durch Zugabe eines alkalischen Materials,
beispielsweise Natriumhydroxyd, Natriumcarbonat, Kaliumhydroxyd, Kaliumcarbonat,
Ammoniumhydroxyd, Ammoniumcarbonat, oder organischen Aminen, beispielsweise Triäthylamin,
auf innerhalb dieses Bereichs eingestellt werden.
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Die Temperatur während der Reaktion ist nicht kritisch. Die Reaktion
verläuft bei Raumtemperatur zufriedenstellend und kann durch Erhitzen beschleunigt
werden.
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Ganz allgemein umfaßt das vorliegende Verfahren die Veresterung eines
natürlichen Penicillins der Struktur
worin R für einen organischen Rest steht, von denen viele auf dem Gebiet der Penicilline
bekannt sind. Es kann die Acyl ' gruppe irgendeines der wohlbekannten natürlichen
Penicilline verwendet werden. Eine besonders geeignete Seitenkette ist die Phenoxymethylgruppe
Zu erläuternden organischen Resten gehören Benzyl, Furylmethyl,
Thienylmethyl und dergleichen. Es ist wohlbekannt, daß die verschiedenen organischen
Reste substituiert sein können.
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Insbesondere wird beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Salz eines
Phenoxymethylpenicillins in einem geeigneten Reaktionsmedium mit Chlormethylmethyläther
oder Brommethylmethyläther bei einer Temperatur zwischen ungefähr 0 0C und 500C
und vorzugsweise zwischen 0OC und ungefähr 30°C, umgesetzt. Ein bevorzugtes Reaktionsmedium
ist Methylenchlorid, dem man etwas Dimethylformamid, im allgemeinen in einem Verhältnis
von ungefähr 1 bis 2 ml pro 150 ml Methylenchlorid. zusetzen kann.
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Man kann auch Dimethylformamid als Reaktionsmedium verwenden.
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Das Reaktionsprodukt kann durch Ubliche Methoden gewonnen werden.
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Der gewonnene Ester des Phenoxymethylpenicillins wird dann entweder
enzymatisch oder chemisch desacyliert. Die enzymatische Herstellung von 6-Aminopenicillansäure
(6-APA) durch Desacylieren eines Penicillins ist in der US-Patentschrift 3 014 846
offenbart. Die bevorzugte Methode zur chemischen Spaltung wird durchgeführt, indem
man durch Reaktion mit einem Halogenierungsmittel, wie Phosphorpentachlorid, ein
Iminohalogenid bildet. Der Ester wird in einem nicht wässrigen Lösungsmittel, wie
Methylenchlorid, Benzol oder Chloroform gelöst, zu dem eine geeignete Menge eines
säurebindenden Mittels, wie Dimethylanilin, Pyridin, Chinolin oder Lutidin, zugesetzt
wurde. Die Menge an säurebindendem Mittel sollte ausreichend sein, um die durch
die Spaltungsreaktion gebildete Säure aufzunehmenv Die Temperatur der Chlorierungsreaktion
sollte zwischen ungefähr 50 CC bis ungefähr OOC gehalten werden, um eine vollständige
Chlorierung des Esters zu schaffen. Dann
wird das Iminochlorid
mit einem Alkohol unter sauren Bedingungen behandelt, wodurch unter wasserfreien
Bedingungen ein Iminoäther gebildet wird. Dann gibt man Wasser zur Reaktionsmischung
zu, um den ether zu hydrolysieren. Der Iminoäther kann günstigerweise bei Temperaturen
von ungefähr -700C bis ungefähr -300C gebildet werden.
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Die allgemeine Arbeitsweise für diese Serie von Reaktionen ist in
der US-Patentschrift 3 499 909 zusammen mit verschiedenen Halogenierungsmitteln,
säurebindenden Mitteln, Alkoholen und Lösungsffiitteln, die alle allgemein auf die
in der vorliegenden Anmeldung offenbarten Methoxymethylester anwendbar sind, offenbart.
So kann der 6-APA-Ester aus der Reaktionsmischung in Form der freien Base oder als
Säureadditionssalz, wie das p-Toluolsulfonatsalz, isoliert werden.
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Die Acylierung des 6-APA-Esters zur Schaffung des Methoxymethylesters
des Amoxicillins kann unter Befolgung bekannter Arbeitsweisen, wie beispielsweise
den in den US-Patentschriften 2 985 648 und 3 140 282 offenbarten Arbeitsweisen,
erreicht werden.
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Das zuvor erwähnte p-Toluolsulfonatsalz des Methoxymethylesers der
6-APA wird dann mit einem Acylierungsmittel, wie D-(-)->2-p-Hydroxyphenylglycylchlorid-Hydrochlorid,
entweder in wasser freiem Methylenchlorid oder in einem sauren wässrigen Medium,
bei niedriger Temperatur, in Kontakt gebracht. Ganz allgemein wird das Acylierungsmittel
in Mengen von ungefähr 1 bis 3 Mol pro Mol 6-APA eingesetzt, und die Temperatur
sollte zwischen ungefähr -100C und +20°C liegen. Der pH des Reaktionsmediums sollte
unterhalb 4 und vorzugsweise von ungefähr 1,5 bis ungefähr 3,0, üblicherweise zwischen
2,0 und 2,8, liegen. Das Reaktionsmedium ist oft eine Mischung aus Wasser und organiX
schen Lösungsmitteln, wi-e Aceton, Methylenchlorid oder Tetrahydrofuran. Der acylierte
Ester wird gewonnen, indem man den
pH des Reaktionsmediums auf
ungefähr 4 oder höher, beispielsweise zwischen 4 und 7 anhebt. Irgendwelche Feststoffe
werden durch Filtrieren entfernt, um eine Lösung des Amoxicillinesters zu schaffen.
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Bei einer bevorzugten Arbeitsweise wird der Ester in einer Mischung
aus Methylenchlorid/Aceton bei Eisbadtemperaturen, die im allgemeinen zwischen ungefähr
0 0C und 5OC liegen, gelöst. Dann wird eine kleine Menge Wasser, ungefähr 2,5 %,
bezogen auf das Volumen des organischen Lösungsmittels, vorzugs-1 weise in ungefähr
stöchiometrischen Mengen, zugesetzt. Die erhaltene Mischung wird bei ungefähr OOC
gehalten, bis sich das Säurechlorid gelöst hat. Die Reaktionsprodukte können dann
nach Ublichen Methoden gewonnen werden. Diese Reaktion kann unter wasserfreien Bedingungen
durchgeführt werden.
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Der Amoxicillinmethoxymethylester wird dann in den entsprechenden
p-Hydroxyhetacillinester durch Reaktion mit wässrigem Aceton bei einem pH von ungefähr
6,5 bis ungefähr 9,5, überführt. Im allgemeinen wird diese Stufe des Verfahrens
bei einer Temperatur zwischen ungefähr -100C und 15 0C durchgeführt, obgleich es
im allgemeinen bevorzugt ist, Temperaturen von ungefähr 0 0C bis ungefähr 5 0C zu
gebrauchen. Der pH und die Temperatur sollten während eines Zeitraums gehalten werden,
der ausreicht, um eine wesentliche Umwandlung in das p-Hydroxyhetacillin zu bewirken,
beispielsweise von ungefähr 12 bis ungefähr 170 Stunden, abhängig von den anderen
Bedingungen. Nach der Reaktionsperiode wird der p-Hydroxyhetacillinmethoxymethylester
gewonnen, indem man den pH der Reaktionsmischung auf zwischen 1,5 und 2,0 mit einer
Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, einstellt und mit einem geeigneten Lösungsmittel,
wie Methylenchlorid extrahiert. Der p-Hydroxyhetacillinester wird aus der organischen
Phase auf übliche Weise gewonnen.
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Eine brauchbare Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
in kontinuierlichen Serien von Reaktionen, die durchgeführt werden, ohne daß die
Zwischenprodukte isoliert oder gewonnen werden. Beispielsweise wird das Kaliumsalz
des Phenoxymethylpenicillins mit Brom- oder Chlormethylmethyläther in Methylenchlorid
bei einer Temperatur zwischen 0 0C und 30 0C verestert. Die Methylenchloridlösung
des Esters wird dann nacheinander mit Phosphorpentachlorid, Methylalkohol und Wasser
behandelt, um die Entfernung der Phenoxymethylseitenkette vollständig zu machen
und um eine Methylenchloridlösung zu schaffen die den Methoxymethylester der 6-APA
enthält. Diese Lösung wird dann vorwärtsbewegt und bei der Acylierungsreaktion verwendet,
bei der das D-(-)-2-p-Hydroxyphenylglycylchlorid-Hydrochlorid zur Lösung zugegeben
wird, um eine Methylenchloridlösung des Amoxicillinesters zu ergeben. Bei der abschließenden
Stufe wird die Lösung des Amoxicil'inesters mit Aceton bei einem pH von 7,5 bis
8,5 behandelt und dort gehalten, bis die Bildung des p-Hydroxyhetacillinesters erço.lgt
ist.
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Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung,
ohne sie zu beschränken. Methylisobutylketon wird als MIBK bezeichnet.
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Bei spiel 1 Methoxymethylester von Penicillin V 38,8 g Kaliumphenoxymethylpenicillinat
werden in 150 ml Methylenchlorid aufgeschlämmt und die Mischung wird mit einem Kühlbad
auf ungefähr 50C gekühlt. Man gibt 9,5 g (0,118 Mol) Chlormethyliethyläther und
0,5 ml Dimethylformamid zu. Das Kühlbad wird entfernt und die Mischung wird ungefähr
1,5 Stunden gerührt, während man sie auf Raumtemperatur kommen läßt.
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Die Methylenchloridlösung wäscht man viermal mit 200 ml Portionen
Wasser und trocknet und entfernt das Lösungsmittel durch Destillation im Vakuum,
wobei man 33,5 g Methoxymethylester des Penicillins V als gelbliches t'l erhält.
Die Ausbeute beträgt ungefähr 84 %.
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Beispiel 2 Herstellung des Pen-V-methoxymethylesters 32,12 g (0,257
Mol) Brommethylmethyläther in 60 ml Dichlormethan werden im Verlauf von ungefähr
10 Minuten zu 100 g (0,257 Mol) K-Pen-V (Kaliumphenoxymethylpenicillin), das in
300 ml trockenem Dichlormethan aufgeschlämmt ist, zugegeben, und auf 0° bis 5 0C
gekühlt. Nach der Zugabe gibt man 1 ml DMF (Dimethylformamid) zu und läßt die Reaktion
3 Stunden bei einer Temperatur von 0 bis 50C erfolgen. TLC (Dünnschichtchromatographie)
(50/50 Aceton/Benzol) zeigt eine Hauptzone für das Produkt mit einem Rf von ungefähr
0,7.
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Die Reaktionsmischung wird mit dreimal 100 ml Portionen Wasser gewaschen,
über MgSO4 getrocknet und unter vermindertem Druck und bei einer Temperatur von
ungefähr 40°C zu einem til konzentriert. Das fll nimmt man in 300 ml 2-Propanol
bei ungefähr 250C auf, impft an und kristallisiert während 12 Stunden bei 0 bis
50C. Die weißen Kristalle werden durch Filtrieren gesammelt, mit 2-Propanol, gefolgt
von Heptan, gewaschen, und in einem Vakuumofen bei einer Temperatur von ungefähr
25 0C während ungefähr 4 Stunden getrocknet. Man erhält 68 g (Ausbeute ungefähr
67 %) Pen-V-methoxymethylester. Dieses Produkt ist gemäß TL't homogen und zeigt
konsistente und saubere IR-(Infrarot) und NMR-(kernmagnetische Resonanz)Spektren.
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Beispiel 3 6-APA-Methoxymethylester als p-Toluolsulfonat 37 ml N,N-Dimethylanilin,
gefolgt von 33,1 g Phosphorpentachlorid, werden zu 57 g (0,145 Mol) Pen-V-Methoxymethylester,
der in 500 ml CH2Cl2 gelöst ist, zugegeben und auf -300C gekühlt. Die Mischung wird
90 Minuten bei -300C gerührt. Das TLC zeigt an, daß beinahe kein Methoxymethylester
des Pen-V übriggeblieben ist. Man kühlt die Mischung auf ungefähr -600C und gibt
150 ml vorgekühltes (-500C) Methanol auf einmal zu.
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Die Temperatur wird dann während 2 Stunden bei ungefähr -40°C gehalten.
Dann gibt man die Lösung schnell zu 150 ml Wasser von 0 bis 5°C und hält 10 Minuten
bei 0 bis 50C. Der pH beträgt ungefähr 0,8.
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Während man diesen Temperaturbereich hält, verwendet man eine 10 %-ige
NaOH-Lösung, um den pH auf 6,9 einzustellen. Die Schichten werden abgetrennt und
die Dichlormethanschicht wird mit dreimal 100 ml Portionen kaltem Wasser gewaschen.
Nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat wird die CH2Cl2-Schicht unter Vakuum auf
ungefähr das halbe Volumen konzentriert, und 54 g (0,284 Mol) p-Toluolsulfonsäure,
gelöst.in 120 ml Aceton, werden zugesetzt. Man gibt Impfkristalle des Produkts zu,
und; die Mischung kristallisiert während 2 Stunden bei 0 bis 50C.
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Nach dem Sammeln durch Filtrieren, Waschen mit 100 ml 50/50 CH2Cl2/Heptan
und 4-bis 6-stündigem Trocknen in einem Luftzirkulationsofen bei einer Temperatur
von ungefähr 30 0C erhält Man 23,7 g (Ausbeute 37,8 %) des p-Toluolsulfonsäuresalzes
des 6-APA-Methoxytethylesters.
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B e i s p i e 1 4 6-Aminopenicillansäuremethoxymethylester 4,8 ml
(4,6 g, 0,038 Mol) Dimethylanilin, direkt gefolgt von 7,0 g (0,0337 Mol) Phosphorpentachlorid,
gelöst in 100 ml Methylenchlorid, werden zu einer Lösung von 12 g (0,0304 Mol) Penicillin-V-Methoxymethylester
in 100 ml Methylenchlorid, das auf -550C gekühlt istr, zugegeben.
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Man hält die Mischung während ungefähr 2 Stunden bei -40°C bis -500C.
Dünnschichtchromatographie zeigt die vollständige Chlorierung des Pen-V-Esters an.
Die Mischung wird dann auf -700C gekühlt, und 47 ml Methanol, das auf -500C vorgekühlt
ist, werden schnell zugegeben. Dann hält man die Mischung 2 Stunden bei -50° bis
-40°C. Zur erhaltenen gelben Lösung gibt man unter heftigem Rühren 100 ml Wasser.
Die Temperatur der Reaktionsmischung steigt auf ungefähr 0 0C, und der pH der Mischung
beträgt ungefähr 0,6 bis -1,0. Nachdem man die Mischung während ungefähr 10 bis
15 Minuten bei dieser Temperatur und diesem pH-Bereich gehalten hat, wird der pH
mit verdünntem Natriumhydroxyd auf 6,5 bis 6,8 gebracht. Die Schichten werden getrennt
und die Methylenchloridschicht wird mit Wasser gewaschen, mit Aktivkohle behandelt
und getrocknet, um das gewünschte Methoxymethyl-6-aminopenicillinat zu liefern.
Dünnschichtchromatographie zeigt an, daß diese Lösung Dimethylanilin, Methylphenoxyacetat
und 6-APA-Methoxymethylester enthält.
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Beispiel 5 Amoxicillinmethoxymethylester 2,16 g (0,005 Mol) des p-Toluolsulfonsäuresalzes
von Methoxymethyl-6-aminopenicillanat, gefolgt von 0,7 ml (0,005 Mol)
Triäthylamin,
werden bei 0 bis 50C zu 30 ml trockenem CH2Cl2 zugegeben. Zur erhaltenen klaren
Lösung gibt man 0,64 ml (0,005 Mol) Dimethylanilin, gefolgt von 1,33 g (0,005 Mol)
D-(-)-p-Hydroxyphenylglycylchlorid-Hydrochlorid-Halbdioxansolvat, das in ungefähr
5 Minuten zugegeben wird. Nach ungefähr 1 bis 1,5 Stunden, wenn sich beinahe das
gesamte feste Säurechlorid gelöst hat, wird die Reaktionsmischung in 30 ml kaltem
Wasser abgeschreckt. Der pH wird auf 3,0 gebracht, wobei man Natriumbicarbonatlösung
verwendet, und die Schichten werden getrennt. Während man einen pH von 3,0 und eine
Temperaf tur von 0 bis 50C hält, wird die Wasserschicht noch mit viermal 30 ml CH2Cl2
gewaschen. Dies dient dazu, um die Hauptmenge des Dimethylanilins zu entfernen;
hierbei wird das Produkt im Wasser zurückgelassen. Unter Verwendung von NaHC03.
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wird die Wasserschicht dann auf pH 7,5 eingestellt und mit zweimal
30 ml CH2Cl2 extrahiert. Die vereinigten CH2Cl2-Schichten werden mit zweimal 20
ml Wasser gewaschen, über MgS04 getrocknet und unter vermindertem Druck bei <400C
getrocknet, wobei man den Amoxicillinmethoxymethylester als bröckeligen, schaumigen
Feststoff mit einem Gewicht von 1,82 g (Ausbeute ungefähr 88 %) erhält, der gemäß
TLC homogen ist und der Infrarot- und 100 MHz-NMR-Spektren besitzt, die mit dem
Methoxymethylester des Amoxicillins in Einklang stehen.
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NMR: CD2Cl + CD30D Lösungsmittel 1,58 (6H, d,
3,5 (3H, s, OCH3), 4,5 (2H, überlappende Singuletts, C-3 und Phenylglycyl H), 5,35
("3H" AB Quartett, O-CH2-0 plus etwas CH2Cl2 im Lösungsmittel), 5,6 (2H, AB Quartett,
ß-Lactam'H2), 6,9 (4H, AB Quartett, aromatisches H).
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Eine Probe von 20 mg des Esters wird in 10 ml 50/50 Aceton/pH 7,0-Puffer
gelöst und zeigt eine Biowirksamkeit von 1968 /ml Amoxicillin (ungefähr 110 % der
Theorie).
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Beispiel 6 p-Hydroxyhetacillinmethoxymethylester-Hydrochlorid 10 g
Methoxymethyl-p-hydroxyhtacillin werden in 80 ml trockenem Aceton gelöst, und man
gibt 6 ml 13 %-igen Chlorwasserstoff in 2-Propanol zu. Die erhaltene Lösung wird
dann schnell in 1000 ml gut gerührten Diäthyläther gegossen. Nach 5 Minuten heftigen
Rührens wird der erhaltene Feststoff abfiltriert und mit 100 ml Ather gewaschen.
Nach 3-stündigem Trocknen bei einer Temperatur von 300 bis 35 0C erhält man 10 g
(93 %-ige Ausbeute) der Titelverbindung, die in Einklang stehende IR- und NMR-Spektren
besitzt.
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Beispiel 7 p-Hydroxyampicillinmethoxymethylester-Hydrochlorid 20 g
p-Hydroxyampicillin, 20 g Molekularsiebe des Linde-Typs 4A und 6,6 ml Triäthylamin
werden in 200 ml Dichlormethan aufgeschlämmt. Nach ungefähr 1-stündigem Rühren bei
einer Temperatur von 0 bis 5 0C wird die Mischung mit 3,8 ml Chlormethylmethyläther
behandelt und weitere 2 Stunden bei 0 0C bis 50C gerührt. Die Mischung wird filtriert
und das klare Filtrat wird mit zwei 100 ml Portionen Wasser bei einem pH von 7,0
bis 7,5 gewaschen. Die organische Schicht wird dann getrocknet, mit ungefähr 1 g
entfärbender Aktivkohle behandelt, filtriert und anschließend unter vermindertem
Druck bei einer Temperatur von 30°C bis 400C zu einem schaumigen Feststoff konzentriert.
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Die IR- und NMR-Spektren zeigen ungefähr 10 bis 15 % unverändertes
Ausgangs-p-hydroxyampicillin an und einen leichten Oberschuß an Methoxymethylgruppen,
wodurch eine Oberalkylierung an der phenolischen Hydroxylgruppe oder der Aminogruppe
nahegelegt wird. 6 g des Produkts werden in 60 ml trockenem
Aceton
gelöst, auf eine Temperatur von 0 0C bis 5 0C gekühlt und 6 ml 13 %-ige HCl in 2-Propanol
werden zugesetzt. Die erhaltene Lösung wird schnell zu 600 ml gut gerührtem ether
zugegeben und nach 5 Minuten wird der erhaltene Feststoff abfiltriert, mit ether
gewaschen und 3 Stunden bei einer Temperatur von 250C bis 300C getrocknet. Man erhält
6 g (Ausbeute 91,5 %) p-Hydroxyampicillinmethoxymethylester-Hydrochlorid in Form
eines amorphen Feststoffs, der IR- und NMR-Spektren aufweist, die mit der Struktur
in Einklang stehen und die eine kleine Menge Aceton anzeigen.
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Beispiel 8 Herstellung von kristallinem Methoxymethyl-6-LD-(-)-2,2-dimethyl-4-(4-hydroxyphenyl)-5-oxo-1-imidazolylipenicillanat
6,72 ml (0,054 Mol) Triäthylamin, gefolgt von 24 g Molekularsieben Linde 4A, werden
zu einer gerührten Suspension von 24,3g (0,06 Mol) 6-nD-(-)-2,2-Dimethyl-4-(hydroxyphenyl)-5-oxo-1-imidazolyUpenicillansäure
(p-Hydroxyhetacillin) in 400 ml CH2Cl2 zugegeben. Die erhaltene Mischung wird 1
Stunde gerührt und dann filtriert. Das Filtrat wird gerührt und auf -15 0C gekühlt,
während man im Verlauf von 5 Minuten tropfenweise 0,054 Mol Brommethylmethyläther
zugibt. Nach 30-minütigem Rühren bei einer Temperatur von -15 0C wird die Lösung
mit sechs 100 ml Portionen H20 extrahiert. Dann wird die CH2Cl2-Lösung 10 Minuten
über Na2S04 getrocknet und filtriert. Das Filtrat dampft man unter vermindertem
Druck und bei einer Temperatur unterhalb 20 0C ein, wobei man ein Ul erhält, das
zu kristallisieren beginnt. Die teilweise kristalline Masse wird in 50 ml CH2Cl2
gelöst und mit n-Heptan bis zum Trübungspunkt verdünnt. Anreiben induziert die Kristallisation
und nach ungefähr 1 Stunde bei 220C werden die Kristalle abfiltriert und verworfen.
Das
Filtrat (Mutterlauge) wird dann mit 400 ml n-Heptan verdünnt
und in einem Eisbad gekühlt. Das Ul, das sich abscheidet, wird dann mit "Skellysolve
B" tWarenzeichen der Skelly Oil Company), das eine Petrolätherfraktion mit Siedepunkt
60 bis 680C ist und das im wesentlichen aus n-Hexan besteht, verrieben. Hierdurch
wird ein gummiartiges Material zurückgelassen, das in einer minimalen Menge CH2Cl2
gelöst wird. Es beginnt beinahe unmittelbar die Kristallisation. Nachdem man ungefähr
zwei Drittel des CH2Cl2 im Vakuum entfernt hat und nachdem man 2 Stunden stehengelassen
hat, werden die Kristalle durch Filtrieren gesammelt und an der Luft getrocknet,
wobei man 3,3 g Produkt erhält. Insgesamt 3 g dieses Materials werden umkristallisiert,
indem man es in 20 ml Aceton löst, filtriert und mit n-Heptan vorsichtig bis zum
Trübungspunkt verdünnt.
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Das Produkt, kristallines Methoxymethyl-6-LD-(-)-2,2-dimethyl-4-(4-hydroxyphenyl
)-5-oxo-1-imidazolyljpeni ci ilanat, läßt man 2 Stunden bei 22 0C, anschließend
zwei Stunden bei 130C (Kälte-0 raum) und 2 Stunden bei ungefähr 4 C (Eisbad) in
Form langer Nadeln kristallisieren. Die Kristalle werden dann durch Filtrieren gesammelt,
mit 3:2 n-Heptan:Aceton, anschließend n-Heptan gewaschen und an der Luft getrocknet.
Man erhält 2,03 g Produkt mit einem Schmelzpunkt von 112 bis 113°C. Das IR und NMR
stehen in Einklang mit der gewünschten Struktur und deuten eine Reinheit von mindestens
90 % an.
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Analyse C 21H27N3065 berechnet: C 56,04; H 6,00; N 9,33 % gefunden:
C 55,49; H 5,96; N 9,18 % (Nicht bezüglich der 1,56 % Wasser, die durch die Karl
Fischer-Methode bestimmt wurden, korrigiert.)
Die nachfolgenden
Daten dienen zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung: Die nachstehende
Tabelle I zeigt die minimalen Hemmkonzentrationen in Mikrogramm pro ml für das Acetonaddukt
des Methoxymethylesters des p-Hydroxyampicillins (auch als Methoxymethylester von
p-Hydroxyhetacillin, Verbindung B, bezeichnet) gegen verschiedene Organismen im
Vergleich zur minimalen Hemmkonzentration des Ampicillins (Verbindung A).
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TABELLE 1 Organismus Verbindungen A B D.pneumoniae + 5 % Serum 0,004
0,004 Str.pyogenes + 5 % Serum 0,004 0,004 S.aureus Smith 0,03 0,06 S.aureus Smith
+ 50 % Serum 0,06 0,06 S.aureus BX 1633 125 125 S.aureus BX 1633 >125 >125
S.aureus 125 125 S.aureus 125 125 S.aureus >125 >125 Sal.enteritidis 0,13
0,13 E.coli Juhl 1 1 E;coli 32 32 K.pneumoniae 0,3 0,16 K.pneumoniae 125 125 Pr.mirabilis
0,16 0,16 Pr.morganii >125 32 Ps.aeruginosa >125 >125 Ser.marcescens 32
32
Die nachstehende Tabelle II zeigt zur Erläuterung einige Blutspiegeldaten
für den Methoxymethylester des p-Hydroxyhetacillins (Verbindung 1) nach oraler Verabreichung
an Mäuse im Vergleich zu Ampicillin (Verbindung 2) und Hetacillin (Verbindung 3).
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TABELLE II Blutspiegel nach oraler Verabreichung an Mäuse Verbindung
Dosis Blutspiegel (g/ml) (mg/kg) 0,5 1 2 3,5 Stunden nach Verabreichung 1 50 4,8
3,5 1,7 0,7 2 50 3,3 2,1 0,9 0,5 3 50 2,0 1,8 1,1 0,5 Bei der Behandlung bakterieller
Infektionen bei Säugern, beispielsweise dem Menschen, wird die erfindungsgemäße
Verbindung oral oder parenteral gemäß üblichen Verabreichungsweisen für Antibiotika
in einer Menge von ungefähr 5 bis 200 mg/kg Körpergewicht/Tag und vorzugsweise von
ungefähr 5 bis 20 mg/kg Körpergewicht/Tag in aufgeteilter Dosis, beispielsweise
drei-oder viermal täglich, verabreicht. Sie wird in Dosiseinheiten verabreicht,
die beispielsweise 125 oder 250 oder 500 mg aktiven Bestandteil mit geeigneten physiologisch
verträglichen Trägern oder Exzipienten enthalten. Die Dosiseinheiten liegen vorzugsweise
in Form von flüssigen Präparationen, wie Lösungen oder Suspensionen oder in Form
von Feststoffen in Tabeletten oder Kapseln vor.
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TABELLE III Organismus in Nährbrühe Natriumampicillin Amoxicillin-
Verbindung geminimale Hemmkon- trihydrat mäß Beispiel 8 zentration (MIC) MIC (µg/ml)
MIC (µg/ml) (µg/ml) Str.pneumoniae * (10-3)** 0,016 0,016 0,008 Str.pyogenes * (10-3)**
0,008 0,016 0,008 S.aureus Smith (10-4) 0,06 0,13 0,13 S.aureus + 50 % Serum (10-4)
0,13 0,13 0,13 S.aureus BX 1633 (10-3) 32 16 16 S.aureus BX 1633 (10-2) >125
>125 >125 S.aureus Meth.-Res. (10-3) 32 (37°C) 63 (37°C) 125 (37°C) >125
(28°C) 32 (28°C) 63 (28°C) Sal.enteritidis (10-4) 0,13 0,25 0,13 E.coli Juhl (10-4)
2 1 1 E.coli (10-4) 16 16 32 K.pneumoniae (10-4) 0,5 0,25 0,13 K.pneumoniae (10-4)
125 >125 >125 Pr.mirabilis (10-4) 0,25 0,25 0,25 Pr.morganii (10-4) >125
>125 32 Ps.aeruginosa (10-4) >125 >125 >125 Ser.marcescens (10-4) 32
32 >125 Ent.cloacae (10-4) >125 >125 125 Ent.cloacae (10-4) 32 63 125 Ent.cloacae
(10-4) 63 125 63 *45 % AAB - 5 % Serum - 50 % der oben genannten Brühe, **Verdünnung
der Übernachtbrühenkultur