DE2613172A1 - Verfahren zur herstellung von penicillinen und cephalosporinen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von penicillinen und cephalosporinenInfo
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Description
Ptitt'Mtt', Marken
und Li/
5090 Leverkusen, Bayerwerk
Se/Di
26. März 197&
Verfahren zur Herstellung von Penicillinen und Cephalosporinen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Penicillinen und Cephalosporinen, die in 6- bzw. 7-Stellung eine durch eine Aminogruppe substituierte Seitenkette tragen.
Aus USA-Patent 3.316.247 ist bekannt, Penicilline, die in der Seitenkette in -Γ-Stellung eine Aminogruppe tragen z. B. (.C-Aminobenzy!penicillin
durch Umsetzung von 6-Aminopenicillansäure mit einem gemischten Anhydrid aus einem Chlorkohlensäureester
und einer mit einer Schutzgruppe für die freie Aminogruppe versehenen i-Aminocarbonsäure herzustellen, wobei
der Schutz der Aminogruppe der umzusetzenden <C-Aminocarbonsäure
durch Kondensation mit einem ß-Diketon oder einem ß-Ketoester erreicht wird» Die Abspaltung dieser Schutzgruppe
nach erfolgter Umsetzung geschieht dann durch einfache Hydrolyse,
Es wurde nun gefunden, daß man Verbindungen der allgemeinen Formel
I
.-CH-CO-NH-1
t
NH2 0^
in der
Wasserstoff, einen gegebenenfalls substituierten geradkettigen oder verzweigten Alkyl-, einen gegebenen-
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falls substituierten Aryl-, Aralkyl- oder heterocyclischen Rest darstellt und
für die Gruppen
S /:H3
x r oder ^ArU τ
/C>H ^C ^-CH-T steht,
1 R
in denen
Rp für ein# freie oder veresterte Carboxylgruppe stehen
kann, wobei als Estergruppen alle in der Penicillinbzw. Cephalosporinchemie bekannten Estergruppe in
Frage kommen, insbesondere die Silylestergruppe,
T für Wasserstoff, Alkyl-CO-0-, Hydroxy-, Pyridinium,
Aminopyridinium, Carbamoyloxy, Azido, Cyano, Thiacarbamoylthio,
die gegebenenfalls substituierte Gruppe -S-Phenyl, oder die Gruppe -S-Het bedeutet, in
welcher Het für einen gegebenenfalls substituierten heterocyclischen 5- oder 6-gliedrigen Ring steht, und
U für Sauerstoff, Schwefel oder die CHp-Gruppe steht,
durch Umsetzung eines gemischten Anhydrides aus einer Aminocarbonsäure
der allgemeinen Formel II
R1-CH-COOH
1XH
R, — C
3 ti
3 ti
R
R5
R5
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in der
R1 die oben angegebene Bedeutung besitzt und
R-j eine geradkettig oder verzweigte, gegebenenfalls
substituierte Alkyl-, Aralkyl-, oder Aryl-Gruppe,
R^ eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-, Aralkyl-,
Aryl-, Alkoxy-, Aralkoxy- oder Aryloxy-Gruppe und
R^ ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Aralkyl- oder
Aryl-Gruppe bedeuten oder
R^ zusammen mit entweder R^ oder Rj- einen carbocyclischen
Ring bildet,
und einer anderen Carbonsäure, wobei die Bildung dieses gemischten Anhydrides durch Umsetzung
der Aminocarbonsäure der allgemeinen Formel II oder
deren Salzen mit einem entsprechenden Derivat der anderen Carbonsäure in wasserfreiem Aceton bei Temperaturen
unterhalb O0C und in Anwesenheit einer tert.
organischen Stickstoffbase erfolgt,
mit Verbindungen der allgemeinen Formel III
III
in der
Y die oben angegebene Bedeutung besitzt,
umsetzt und das erhaltene N-geschützte Reaktionsprodukt zur Abspaltung der Schutzgruppe der Hydrolyse unterwirft, dadurch
in technisch vorteilhafter Weise erhält, indem man die Umsetzung von Carbonsäurederivat und Aminocarbonsäure der allgemeinen
Formel II zum gemischten Anhydrid in Aceton mit einem Wassergehalt von 0,18 bis 0,5 Gew.-% vornimmt.
Überraschenderweise !bat sich gezeigt, daß die Verwendung eines
Acetons mit den erfi:tidungsgemäßen Wassergehalten bei dem Schritt
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der Bildung des gemischten Anhydrides zu Ausbeutesteigerungen
der Penicilline bzw. Cephalosporine der allgemeinen Formel I führt. Dies war insbesondere deswegen überraschend, da der
Stand der Technik lehrt, die Bildung des gemischten Anhydrides unbedingt in wasserfreiem Aceton vorzunehmen.
Die erfindungsgemäß herstellbaren Verbindungen der allgemeinen Formel I sind bereits bekannt oder nach bekannten Methoden erhältlich
(vgl. z. B. E.H. Flynn, Cephalosporins and Penicillins, Academic Press, New York and London, 1972).
Als Beispiele seien genannt:
:.C-Aminobenzylpenicillin (Kurzbezeichung; Ampicillin),
oC-Amino-p-hydroxybenzylpenicillin (Kurzbezeichnung: Amoxycillin)
c/v-Amino-p-methylbenzylpenicillin, <£-Amino-p-chlorbenzylpenicillin,
6-(2-Amino-2-(1,4-cyclohexadien-l-yl)-acetamido)-penicillansäure
(Kurzbezeichnung: Epicillin), 7-('X-Aminophenylacetamido)
-3-methyl-ceph-3-em-4-carbonsäure, 7- (■·<--Aminophenylacetamido)-3-acetoxy-methyl-ceph-3-em-4-carbonsäure
(Kurzbezeichnung: Cephaloglycin), 7-(r-£-Amino-phenylacetamido)-3-((l-methyltetrazol-5-yl)-thiomethyl)-ceph-3-em-4-carbonsäure,
7-(CC-Amino-phenylacetamido)-3-((2-methyl-l,3,4-thiadiazol-5-yl)
-thiomethyl)-ceph-3-em-4-carbonsäure sowie die Natriumsalze und die Mono- und Di-(trimethylsilyl)-Derivate dieser Verbindungen.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel II sind ebenfalls an sich bekannt, bzw. können nach an sich bekannten Methoden erhalten
werden. Sie werden beispielsweise in USA-Patent 3„325c,479 beschrieben,
ebenso wie die Umsetzung dieser Aminocarbonsäuren mit entsprechenden Derivaten von Carbonsäuren z. B. Chlorkohlensäureestern
zu dem jeweiligen gemischten Anhydrid. Die Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel II ist an sich
bekannt (Dane, Angew. Chemie 1962, 74, 873 und USA-Patent 3.325.479). Im allgemeinen geht man dabei so vor, daß man die
betreffende Aminocarbonsäure mit einem ß-Ketoester oder einer
ß-Dicarbony!verbindung kondensiert.
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Zur Kondensation können dabei sowohl die optisch aktiven Isomeren der betreffenden Aminocarbonsäure als auch das racemische
Gemisch eingesetzt werden.
Als in Frage kommende ß-Diketoverbindungen oder ß-Ketoester seien beispielhaft aufgeführt:
Benzoylaceton, Acetylaceton, Acetessigsäureäthylester, Acetessigsäuremethylester,
Salicylaldehyd, Cyclopentanon-(2)-carbonsäureäthylester.
Davon werden bevorzugt eingesetzt Acetessigsäureäthylester und Acetessigsäuremethylester, insbesondere bevorzugt wird dabei
der Acetessigsäureäthylester„
Als Verbindungen der allgemeinen Formel II seien beispielsweise genannt:
N-(l-Methoxycarbonylpropen-2-yl)- cf.-aminophenylessigsäure,
N-(l-Äthoxycarbonylpropen-2-yl)-^-aminophenylessigsäure,
N-(l-Acetylpropen-2-yl)- eC-aminophenylessigsäure,
N-(l-Methoxycarbonylpropen-2-yl)- <^-amino-p-hydroxy-phenylessigsäure,
N-(l-Äthoxycarbonylpropen-2-yl)-^-amino-p-hydroxy-phenylessigsäure,
N-(l-Acetylpropen-2-yl)-«C-amino-p-hydroxy-phenylessigsäure,
sowie die Alkali- insbesondere Natrium- und Kaliumsalze dieser Verbindungen. Davon werden bevorzugt eingesetzt
Natrium-N-(l-methoxycarbonylpropen-2-yl)- oC-aminophenylacetat,
Natrium-N-(l-äthoxycarbonylpropen-2-yl)-'^-aminophenylacetat,
Natrium-N-(l-methoxycarbonylpropen-2-yl)- £-amino-p-hydroxyphenylacetat,
Natrium-N-(l-äthoxycarbonylpropen-2-yl)-X-amino p-hydroxy-phenylacetat,
Kalium-N-(l-methoxycarbonylpropen-2-yl)-,(>aminophenylacetat,
Kalium-N-(l-äthoxycarbony!propen-2-yl)-,
/f-aminophenylacetat, Kalium-N-(1-methoxycarbonylpropen-2-yl)-
^-amino-p-hydroxy-phenylacetat, Kalium-N-(l-äthoxycarbonylpropen-2-yl)-
<£— amino-p-hydroxy-phenylacetat.
Insbesondere bevorzugt sind Natrium-N-(l-äthoxycarbonylpropen-2-yl
)- <k-aminophenylacetat, Natrium-N-(l-äthoxycarbonylpropen-
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2-yl) - <£, -amino-p-hvdroxy-phenylacetat, Kalium-N- (1-äthoxycarbonylpropen-2-yl)-cC-aminophenylacetat
und Kalium-N- (1-äthoxycarbonylpropen-2-yl)-
-£, -amino-p-hydroxy-phenylacetat.
Verbindungen der allgemeinen Formel III sind an sich bekannt
und werden beispielsweise in E. H0 Flynn, Cephalosporins and
Penicillins, Academic Press, New York and London, 1972 beschrieben. Ihr Einsatz im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt
im allgemeinen in Form ihrer Salze, Ester, insbesondere ihrer Silylester oder anderer reaktiver Formen.
Die Umsetzung des gemischten Anhydrides mit Verbindungen der allgemeinen Formel III ist ebenfalls an sich bekannt und wird
beispielsweise in USA-Patent 3.316.247 beschrieben.
Im allgemeinen geht man dabei so vor, daß man die Lösung des gemischten Anhydrides direkt zu einer Lösung der Verbindungen
der Formel III hinzugibt, das erhaltene N-geschützte Penicillinbzw. Cephalosporinderivat zur Entfernung der Schutzgruppe in
an sich bekannter Weise der Hydrolyse unterwirft und dann das die freie Aminogruppe enthaltene Penicillin bzw. Cephalosporin
in an sich bekannter Weise isoliert.
Die Bestimmung des Massergehaltes des erfindungsgemäß verwendeten
Acetons erfolgt nach bekannten Methoden, beispielsweise durch GasChromatographie. Im allgemeinen setzt man ein Aceton
mit einem Wassergehalt von 0,18 - 0,5 Gew.-% ein, wobei Wassergehalte
von 0,2 - 0,3 bevorzugt werden, insbesondere bevorzugt arbeitet man bei einam Wassergehalt von 0,20 Gew.-%. Die
Einstellung des erfindungsgemäßen Wassergehaltes erfolgt in der dem Fachmann geläufigen Weise, wobei man im Falle der Verwendung
von handelsüblichem Aceton Wasser entweder hinzugibt oder entfernt.
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Beispiel 1
'J/l.
a.) Eine Suspension von IiIatrium-D(-)-cC-"aminophenylacetat
(103,8 g) in Äthanol wurde mit Methylacetoacetat (64,8 ml)
versetzt und 2 Stunden am Rückfluß erhitzt unter Bildung einer klaren, farblosen Lösung. Beim Abkühlen schieden sich Kristalle
von Natrium-N- (1-methoxycarbonylpropen-2-yl) -D (-) - »io-aminophenylacetat
(67,8 g) ab.
b.) Chlorkohlensäureäthylester (25.4 g) in Aceton (500 ml) mit
einem Wassergehalt von 0.25 Gew.-% wurde auf -200C gekühlt und
mit 0,6 ml N-Methylmorpholin versetzt. Daraufhin gab man Natrium-N-(1-methoxycarbony!propen-2-yl)-D(-)-cC-aminophenylacetat
(60 g) im Verlaufe von 2 min. unter Rühren hinzu, wobei die Temperatur auf -200C gehalten wurde und rührte dann weitere 20 min. bei
-200C. Das erhaltene Gemisch enthielt das reagierende gemischte
Anhydrid in Lösung und Natriumchlorid in Suspension.
c.) Inzwischen wurde aus 6-Aminopenicillansäure (50 g),Wasser
(300 ml) und Triäthylamin eine Lösung (pH 8) hergestellt, mit Aceton (200 ml) verdünnt und auf -10 bis -80C gekühlt. Das
gemischte Anhydrid in dem Reaktionsgemisch wurde dann unter Rühren im Verlauf von 5 Mi'tiuten zugesetzt, und das Reaktionsgemisch eine
weitere Stunde gerührt.
Die Reaktionslösung wurde bei niederer Temperatur und erniedrigtem
Druck zur Entfernung von Aceton eingedampft und mit Methylisobutylketon (500 ml) überschichtet. Anschließend wurde konzentrierte
Salzsäure unter heftigem Rühren zugesetzt, um die wäßrige Phase auf pH 2 zu bringen; sodann wurde 30 Minuten nachgerührt,
wobei erforderlichenfalls noch mehr Säure zugegeben wurde. Die Schichten wurden getrennt und die gerührte wäßrige
Lösung wurde durch vorsichtige Zugabe von 10 %-iger Natriumhydroxidlösung
auf einen pH-Wert von 4,8 - 5,0 eingestellt. Die Kristallisation setzte bald ein, und das Gemisch wurde über
Nacht in den Kühlschrank gestellt.
Am nächsten Morgen wurde das Produkt gesammelt, mit 2 mal ^e
50 ecm Wasser gewaschen und bei 400C getrocknet. Man erhielt
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75 g Ampicillin-trihydrat (80 % d. Th. bezogen auf 6-APS) mit
einem Ampicillingehalt von 85,6 %,
Die Wiederholung dieses Beispieles mit dem einzigen Unterschied, daß man unter b) ein Aceton mit einem Wassergehalt von 0,2 Gew.-%
verwendete führte zu 76.5 g Ampicillin-trihydrat (82 % d. Th. bezogen auf 6-APS) mit einem Ampicillingehalt von 86.0 %.
a.) Natrium-N-(l-äthoxycarbonylpropen-2-yl)-D(-)-oG-aminophenylacetat
wurde analog der in Beispiel 1 a) beschriebenen Weise hergestellt, wobei anstelle von Methylacetoacetat Äthylacetoacetat
eingesetzt wurde.
b.) Chlorkohlensäureäthylester (21,4 g) in Aceton (500 ml)
mit einem Wassergehalt von 0,3 Gew.-% wurde auf -300C gekühlt
und mit 0,8 ml N-Methylmorpholin versetzt. Dazu wurden 70 g
Natrium-N-(l-äthoxycarbonylpropen-2-yl)-D(-)-oi^-aminopheny1-acetat
im Verlauf von 2 min. hinzugegeben, wobei die Temperatur auf -300C gehalten wurde und rührte dann weitere 20 min. bei
-300C. Das erhaltene Gemisch enthielt das reagierende gemischte
Anhydrid in Lösung und Natriumchlorid in Suspension.
ο.) Das unter 2b) erhaltene gemische Anhydrid wurde analog der
in Beispiel 1 c beschriebenen Verfahrensweise mit dem Triäthylammoniumsalz der 6-Aminopenicillansäure umgesetzt. Man erhielt
76 g Ampicillin-trihydrat (81 % d. Th. bezogen auf 6-APS) mit einem Ampicillingehalt von 86.6 %.
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Claims (1)
- Patentansprüche1„) Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel Iin derR-,R1-CH-CO-NH-Wasserstoff, einen gegebenenfalls substituierten geradkettigen oder verzweigten Alkyl-, einen gegebenenfalls substituierten Aryl-, Aralkyl- oder heterocyclischen Rest darstellt undfür die Gruppenodersteht,in denen
R2für eine freie oder veresterte Carboxylgruppe stehen kann, wobei als Estergruppen alle in der Penicillinbzw. Cephalosporinchemie bekannte Estergruppen in Frage kommen, insbesondere die Silylestergruppe,für Wasserstoff, Alkyl-CO-0-, Hydroxy-, Pyridinium, Aminopyridinium, Carbamoyloxy, Azido, Cyano, Thiacarbamoylthio, die gegebenenfalls substituierte Gruppe -S-Phenyl, oder die Gruppe -S-Het bedeutet, in welcher Het für einen gegebenenfalls substituierten heterocyclischen 5- oder 6-gliedrigen Ring steht, und für Sauerstoff, Schwefel oder die CH2-Gruppe steht,Le A 17 133709840/0263durch Umsetzung eines gemischten Anhydrides aus einer Aminocarbonsäure der allgemeinen Formel IIR.-CH-COOHI XH-C \ υ•ι *0R4 'in derR1 die oben angegebene Bedeutung besitzt undR, eine geradkettig oder verzweigte, gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Aralkyl-, oder Aryl-Gruppe,Rc eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-, Aralkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Aralkoxy- oder Aryloxy-Gruppe undRr ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Aralkyl- oder Aryl-Gruppe bedeuten oderR^ zusammen mit entweder R-, oder R1- einen carbocyclischen Ring bildet, und einer anderen Carbonsäure, wobei die Bildung dieses gemischten Anhydrides durch Umsetzung der Aminocarbonsäure der allgemeinen Formel II oder deren Salzen mit einem entsprechenden Derivat der anderen Carbonsäure in wasserfreiem Aceton bei Temperaturen unterhalb O0C und in Anwesenheit einer tert. organischen Stickstoffbase erfolgt,mit Verbindungen der allgemeinen Formel IIIIIILe A 17 133 - 10 -709840/0263In der · 3-Y die oben angegebene Bedeutung besitzt,umsetzt und das erhaltene N-geschützte Reaktionsprodukt zur Abspaltung der Schutzgruppe der Hydrolyse unterwirft, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung von Carbonsäurederivat und Aminocarbonsäure der allgemeinen Formel II zum gemischten Anhydrid in Aceton mit einem Wassergehalt von 0,18 bis 0,5 Gew.-% vornimmt.2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Aceton verwendet, dessen Wassergehalt 0,2 bis 0,3 Gew.-% beträgt.3.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verbindung der allgemeinen Formel II N-(1-Methoxycarbonylpropen-2-yl)-CC-aminophenylessigsäure oder ihre Alkalisalze verwendet.4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verbindung der allgemeinen Formel II N-(1-Äthoxycarbonylpropen-2-yl)-tfL-aminophenylessigsäure oder ihre Alkalisalze einsetzt.5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verbindung der allgemeinen Formel II N-(1-Acetylpropen-2-yl)-cC-aminophenylessigsäure oder ihre Alkalisalze einsetzt.6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verbindung der allgemeinen Formel II N-(1-Methoxycarbonylpropen-2-yl)-'X-amino-p-hydroxy-phenylessigsäure oder ihre Alkalisalze einsetzt.7.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verbindung der allgemeinen Formel II N-(1-Äthoxycarbonylpropen-2-yl)-vt-amino-p-hydroxy-phenylessigsäure. oder ihre Alkalisalze einsetzt.
Le A 17 133 - 11 -709840/026326'"28.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als "Verbindungen der allgemeinen Formel III 6-Aminopenicillansäure in Form ihrer Salze oder Ester, insbesondere ihrer Silylester einsetzt.9.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verbindungen der allgemeinen Formel III 7-ACA oder 7-ADCA in Form ihrer Salze oder Ester einsetzt.10.) Verfahren nach Anspruch 1, 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß man Ampicillin herstellt.11.) Verfahren nac!i Anspruch 1, 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß man Amoxycillin herstellt.13.) Verfahren nach Anspruch 1, 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß man Cephaloglycin herstellt.Le A 17 133 - 12 -709840/0263ORiGSNAL IMSPECTED
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JPS52116493A (en) | 1977-09-29 |
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