DE2660607C2 - Verfahren zur Herstellung von 2- und 3-Cephem-4-carbonsäure-Verbindungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von 2- und 3-Cephem-4-carbonsäure-Verbindungen

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DE2660607C2
DE2660607C2 DE2660607A DE2660607A DE2660607C2 DE 2660607 C2 DE2660607 C2 DE 2660607C2 DE 2660607 A DE2660607 A DE 2660607A DE 2660607 A DE2660607 A DE 2660607A DE 2660607 C2 DE2660607 C2 DE 2660607C2
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cephem
cob
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Yoshio Kyoto Hamashima
Taichiro Osaka Komeno
Wataru Nishinomiya Hyogo Nagata
Masayuki Ibaraki Osaka Narisada
Hiroshi Osaka Tanida
Teruji Takatsuki Osaka Tsuji
Mitsuru Toyonaka Osaka Yoshioka
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Shionogi and Co Ltd
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Shionogi and Co Ltd
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • 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
    • C07D501/02Preparation
    • C07D501/08Preparation by forming the ring or condensed ring systems
    • C07D501/10Preparation by forming the ring or condensed ring systems from compounds containing the penicillin ring system
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07D205/00Heterocyclic compounds containing four-membered rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D205/02Heterocyclic compounds containing four-membered rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
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    • C07D205/08Heterocyclic compounds containing four-membered rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with one oxygen atom directly attached in position 2, e.g. beta-lactams
    • C07D205/09Heterocyclic compounds containing four-membered rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with one oxygen atom directly attached in position 2, e.g. beta-lactams with a sulfur atom directly attached in position 4
    • C07D205/095Heterocyclic compounds containing four-membered rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with one oxygen atom directly attached in position 2, e.g. beta-lactams with a sulfur atom directly attached in position 4 and with a nitrogen atom directly attached in position 3

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Description

in der A, COB und RS die vorstehende Bedeutung haben und Y ein Chloratom oder eine 1-Methansulfonyloxy- oder 1-p-Toluolsulfonyloxygruppe bedeutet, mit einem sekundären oder tertiären AmIn bei Temperaturen von -60 bis 40° C unter wasserfreien Bedingungen und/oder unter einem Schutzgas umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel II einsetzt. In der COB eine Carbonsäureesicrgruppc bedeutet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung In einem Kohlenwasserstoff, einem halogenieren Kohlenwasserstoff, Ester, Keton, Amid, Alkohol oder NIIrIl oder deren Gemisch durchführt.
Die Erfindung betrifft den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
1. Die Produkte
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können 2- und S-CcphenM-carbonsäure-Verblndungen nach folgendem Reaktionsschema hergestellt werden:
,SSR
-N.
CH2-H
C = C/? COB ^
sck. oder
lerl. Amin
COB
(ID
(D
Die Cyclisierung von ß-Methylverblndungen der allgemeinen Formel 11 zu den 2- und/oder 3-Cephem-4-carbonsaure-Verblndungen der allgemeinen Formel I lsi nlchl bekannt. Die verfahrensgemäß eingesetzten Verbindungen der allgemeinen Formel Il können nach an sich bekannten Methoden aus den entsprechenden Penicillinen hergestellt werden.
Die Gruppe COB kann beispielsweise In Form eines listers, Amlds, Säurehalogenlds, Säureanhydrids oder als Salz vorliegen.
Die Gruppe B kann auch eine Saucrstoffunktlon bedeuten, beispielsweise einen C1 ,„-Alkoxyrest, wie die Methoxy-, Äthoxy- oder tert.-Butoxygruppc, einen C7 2n-Aralkoxyrcsl, wie die Ben/.yloxy-, Methoxybcnzyloxy-, Nltrobenzyloxy-, Dlphenylmethoxy- oder Trllyloxygruppe. einen C\ ,,-Aryloxyrcst, wie die Phenoxy- und Naphthy!oxygruppe, einen C,. ,,-Organomctallnxyrest, wie die Trlmcthylstannyloxy-, Dlmelhylchlorsllyloxy- untl Trlmethylsllyloxygruppc. einen C, ,,-organischen oder ui. lrganlschcn Acyloxyrcst. einen Mclalloxyrcst der I. bis
HI. Gruppe des Perlodensystems, wie NaO, KO oder MgO, oder eine Q.u-Ammoniumoxygruppe, eine Schwefelfunktion, beispielsweise eine Funktion, die einen CM2-Thlolester oder eine Thlocarooxygruppe bildet, eine Stlcksioffunktlon, die beispielsweise ein Amid bildet, wie ein N-(C1 _S)-Alkylamtd. N.N-DUC^-alkylamid, ein Amid mit Imldazol oder Phthalimid, ein Kydrazld oder AzId, oder ein Halogenatom, wie ein Chlor- oder Bromatom.
Diese Gruppen können, sofern dies möglich Ist, In Ihrem Gerüst ein Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder Schwefelatom enthalten, oder sie können ungesättigt sein oder beispielsweise durch Stickstoff-, Sauerstoff-, Schwefel-, Kohlenstoff- oder Phosphoricnktloncn oder llalugcnatome substituiert sein.
Typische Beispiele für COB-Gruppen sind C, ,-Halogenalkylestcr, C2 ,-Acylalkylester, C5_g-Arylester, C^20-Aralkylester, C,.12-Oxlmcster, C1.s-N-Alkoxyamide. Imide mit zweibasischen Säuren, N,N'-Dl-<C3.s)-alkylhydrazlde, Alkall- oder Erdalkalimetallsalze, C1. S-Alkylamlnsalze und äquivalente Gruppen. Im vorstehenden Absatz bezieht sich die Anzahl der Kohlensloffaiome auf den Rest B.
Die bevorzugte Gruppe COB Ist eine Carbonsäureestergruppe, insbesondere der Methyl-, tert.-Butyl-, 2,2,2-Trlchloräthyi-, Methansulfonyläthyl-, Plvaloyloxymethyl-, Phenacyf-, Benzyl-, p-Mcthoxybenzyl-, p-Nltrobenzyl-, Benzhydryl-, Indanyl-, Benzaldoxim-, N.N-Dlmeihylamlnoäthyl- und Trlmethylsllylester. Ferner sind bevorzugt die Alkali- und Erdalkalimetallsalze der Carboxylgruppe, insbesondere das Lithium-, Natrium-, Kallum- und Magneslumsalz.
II. Ausgangsverbindungen
Die Verbindungen der allgmelnen Formel II können nach üblichen Methoden hergestellt werden, beispielsweise durch Umsetzung
1) eines PenlciUlnsulfoxldesters ml! einem Thlol der allgemeinen Formel RSH,
2) Ozonolyse des erhaltenen Produkts und
3) Einführung der Gruppe Y In die erhaltene Oxovcrblndung. Das Verfahren kann d>!rch folgendes Reaktionsschema erläutert werden:
v /CH3
.N
-N.
1) RSH
COB
,SSR
CH3
\CH — C = < COB
2) O3
,SSR
3) YH
.N
XSSR
CH3
^C=C-Y
COB
30
35
40
III. Das crflndungsgemäLc Verfahren
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die Verbindungen der allgemeinen Formel II mit einem sekundären oder tertiären AmIn behandelt. Spezielle Beispiele sind C, ,5-tcrt.-Amine, wie Trlmethylamln, Trlälhylamln, Trlpropylamln, Butyldlmethylamln, 1-Methylplperidln, N-Mcthylmorpholln, Chinuclidin, 4-Plperldylpyrldln, 1,2,6,6-Pentamethylplperldln und l,4-Dlazablcyclo-[2.2.21octan, C5 , ,-aromatisch substituierte tertiäre Amine, wie Ν,Ν-Dlmethylanllln und 1,8-Bls-dlmethylaminonaphthalln, sowie sekundäre Amine mit raumerfüllenden Gruppen, wie Dllsopropylamln.
Vorzugswelse wird als Lösungsmittel für das crflndungsgemaße Verfahren ein niederer allphatlscher Alkohol, Tetrahydrofuran, Dloxan, Dläthyläiher, Dimethylformamid, Ülmcthylacetamld, Hexamethylphosphorsäurctrlamld, Benzol, Toluol oder Xylol oder ein Gemisch aus diesen Lösungsmitteln verwendet.
5(1
55
IV.Die Produkte
Da der Rest Y eine stark elektronenanzlehemle Gruppe darstellt, wandert der Rest SR In die ^-Stellung der Verbindungen der allgemeinen Formel Il oder In die 3-Steliung des Cephemrlnges. Gleichzeitig wird Y abgespalten, und es bilden sich die Cephem-Verblndungcn der allgemeinen Formel 1 und Y-H.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I können nach üblichen Methoden Isoliert und gereinigt werden, heisnielswelse durch Chromatographie, Ausfüllung, Extraktion, Umkrlsialllsailon, Adsorption und Elutlon.
65
V. Einsatzgebiet der Verbindungen der allgemeinen Formel I
Unter den Verbindungen der allgemeinen Formel I befinden sich bekannte und neue Verbindungen, die AnII-blotika und/oder Zwischenprodukte zur Herstellung von Cephalosporlnen darstellen.
Beispielsweise können folgende Reaktionen durchgeführt werden: IiIn 7-Acylaminc-3-heteroarylth!o-3-cephem-4-carbonsäureester wird mit Phosphorpeniachlorid und BiHanoi zum T-Amlno-S-heleroarylthloO-cephem-4-carbonsäureesier umgesetzt und anschließend zum T-Phenylacetamldo-S-hetero-arylthloO-cephcm^- carbonsäurrester acyllert. Anschließend wird die Carboxylschutzgruppe abgespalten und die 7-Phenylacetamldo-S-heteroarylthlo-S-cephem-i-carbonsäure mit Natrlumlactat In das entsprechende Natriumsalz überführt. Das Natriumsalz Ist ein Injizierbares Antibiotikum.
Sie Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel I
15
Eine Lösung von 200 mg. «^-(BenzothiazoI^-ylJ-dlthloO-phenoxyacetarnldo^-oxoazetldln-l-yll-cr-O-chloräthyIlden)-esslgsäure-2,2,2-trichloräthyiester In 20 ml Methanol wird mit 50 mg Trläthylamln. versetzt und lJ/4 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Danach wird das Reaktionsgemisch In 5%ige Phosphorsäure gegossen und mit Äthylacetat extrahiert. Der Äthylacetaiextrakt wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird an Klcselgel !-hromatographlert. Hierbei erfolgt eine umesterung. Ausbeute 42 mg 3-<B»:n/.uihia/öi-2-y'i)-ihiü-7-phcnoÄyacctai^ido-2-cephern-4-carbonsäuremethylester.
Beispiel 2
Beispiel 1 wird mit 50 mg Dllsopropylamin wiederholt. Es wird die gleiche Verbindung erhalten.
Beispiel 3
Gemäß Beispiel 1 werden 164mg ar-[2/J-i4-Benzothlazol-2-yl)-dlthlo-3-phcnoxyacctam!do-2-oxoazetld!n-l-yl)-aJ,l-chloräthyllden)-esslgsäure-2,2,2-trlchloräihylestpr In 5 ml Dimethylformamid mit 130 mg Trläthylamln 90 Minuten bei -30 bis -35° C umgesetzt. Ausbeute 49 mg 3-(Benzothlazol-2-yl)-thlo-7-phenylacetamldo-2-cephem-4-carbonsäure-2,2,2-trlchloräthylester.
Beispiel 4
Eine Lösung von 1,0 g a;-[4-(Benzoihlazol-2-yl)-d!thlo-3-phenoxyacciamldo-2-oxoazet!dln-l-yll-if-(l-chlorathy-
l!den)-esslgsäure-2,2,2-trlchloräthylester In 30 ml Dimethylformamid wird mit 800 mg Trläthylamln 2'/< Stunden bei -30 bis -35° C umgesetzt. Danach wird das Reakllonsgemlsch In 5'v.lge Phosphorsäure gegossen und mit Allylacetat extrahiert. Der Äthylacetatextrakt wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft Der Rückstand wird an Kieselgel Chromatographien. Ausbeute o56 mg eines Öls.
300 mg des Öls werden nochmals au Klcselgel Chromatographien. Ausbeute 173 mg 3-(Benzothlazol-2-yl)-thlo-7-phenoxyacetamldo-2-cephem-4-carbonsäure-2,2,2-trlch!or!lihylester und 17 mg des entsprechenden 3-Cephem-4-carbonsäure-2,2,2-trlchlorillhylestcrs.
Beispiel 5
Eine Lösung von 10,5 g a-[4-(Benzothlazol-2-yl)-dlthl(>-3-phenylacclamldo-2-oxoazelldln-l-yl]-«-(l-methansulfonyloxyäthylldeni-rsslgsäurc-p-nltrobcnzylcsier In 300 ml Dimethylformamid wird bei -40" C mit 11,6 ml Triäthylamln versetzt und 2 Stunden bei -.15'C gerührt. Danach wird da-. Rcaktlonsgcrnlsch In 100 ml 5'v.lgc Phosphorsäure eingegossen, mit Wasser verdünnt und mil Äihylacclat extrahiert. Der Äthylacetatextrakt wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand (9.43 g) wird an Klcselgel Chromatographien. Ausbeute 336 mg 3-(Benzolhlazol-2-yl)-thlo-7-| hciiylc.i'ciamldo-3-ccphcrn-4-u)rbonsäurc-p-nlirobunzylester und 1,63 g des entsprechenden 2-C'ephem-4-carbonsilureesii:rs.
Beispiel 6
Gemäß Beispiel 5 werden 332 mg a-[4-(Bcnzothlazol-2-yl)-dlthlo-3-phen"xyacctarnldo-2-oxoazetldln-l-y!]-cr-(lp-toluolsulfonyloxyäthyllden)-csslgsäurc-2,2,2-trlch!orälhylcster In 10 ml Dimethylformamid mit 200 mg TrI-äthylamln bei -45 bis -30° C umgesetzt. Us wird der 3-(Benzolhlazol-2-yl)-thlo-7.phenoxyacetamldo»2- und -3-cephem-4-carbonsäure-2,2,2-tr!chloräthylcsier erhalten.
Beispiel 7
ft 5 (A) Eine Lösung von 166mg jM'4-Acciyldlthlo-3-phcnoxyacctamido-2-oxoa7ctldln-l-yl)-a-(l-hydroxyälhyll· den)-esslgsäure-2,2,7-lrichloriUhyleslcr In 2 ml Dimethylformamid wird unter F.lskUhlung mit 100 Mlkrolltcr Oxalylchlorld versetzt und 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Danach wird das Reaktlonsgcmlsch In Eiswasser gegossen und mit Äthylacciat extrahiert. Der Äthylacctatcxiriikt wird mil Wasser gewaschen, getrock-
net und eingedampft. Der Rückstand (135 mg) wird an 3 g Kleselgcl Chromatographien und mit einem Gemisch von Älhylacetat und Benzol (1 : 10) cluleri. Das Elual wird eingedampft. Ausbeute 70 mg a-(4-Acetyldlthlo-3-phenoxyacetamldo-2-oxoazelldln-l-yl)-a-chlorathyllden)-c.sslgsaurc-",2,2-irlchlorathylester als öl.
IR: v™?' 3435, 1786, 1740. 1710, 1705 cm1.
NMR: «5™°· l,97s+2,l3s(4:l)3H. 2.55s+2,72s(4:l)3H, 4,58s2H. 4,87m2H, 5.22q+5,65q(4:l)(5,8Hz)lH, 6,15d(5Hz)IH,6,87-7,40m6ll.
(B) Eine Lösung von 115 mg jr-<4-Acetyldlthlo-3-phcnoxyacetamldu-2-oxoazetldln-l-yl)-ir-(l-chlorathyllden)-i:sslgsäure-2,2,2-trlchlorathylester In 1 ml Dimethylformamid wird bei -60° C mit 140 Mlkrollter Triethylamin versetzt und 3 Stunden bei 0"C gerührt. Danach wird das Reaktionsgemisch In 5%lge Phosphorsaure gegossen und mit Äthylacetat extrahiert. Der Äihylacctatextrakt wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand (87 mg) wird an 1,5 g Klcsclgel Chromatographien und mit einem Gemisch von Äthylacetat und Benzol (1 : 10) clulert. Ausbeute 5 mg eines Gemisches von 3-Acelylthlo-7-phenoxyacetamldo-2- und O-ccphcm^-carbonsaure^^^-trlchloräihylesicr. Die Δ1- und ^'-Verbindung fallen Im Mengenverhältnis von etwa 2 : 1 an.
Beispiel 8
(A) Eine Lösung von 275 mg ar-l4-(Thla/.ol-2-yl)-dlthlo-3-phenylacctamldo-2-oxoazetldln-l-yl]-a-(l-hydro- JD :<yäthyllden)-esslgsüure-2,2,2-lrlchlorathylesier In 3 ml Dimethylformamid wird unter ElskUhlung tropfenweise mit 100 mg Oxalylchlorld versetzt. Sodann wird das Gemisch 15 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen, hierauf In Eiswasser gegossen und mti Äthylacetat extrahiert. Der Äthylacetatcxirakt wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand (270 mg) wird an 5 g Kieselgcl Chromatographien und mit einem Gemisch von Äihylacetai und Benzol (1 : 10) clulert. Ausbeute 90 mg or-[4-(Thlazol-2-yl)-dlthlo-3-phenyliicetamldo-2-oxoazctldln-l-yl|-ar-<l-chlorathyllden)-csslg.säure-2,2,2-trlchlorülhylester als 2:1-Gemlsch der geometrischen Isomeren der Äthylidcngruppc.
IR: v^1' 3430, 1785. 1745, 1676, 1141 cm
NMR: ö"*'1· 2.6Os+2,7Os(2.1)3ll, 3.70s2H. 4,73s+4.82s( 1:2)211. 4,93-5,07mlH. 5.78d(5Hz)lH, 6,43- K 6,7OdIM, 7,37br-s6H, 7,7OcIOHz)IH.
(B) Eine Lösung von 42 mg ar-|4-(Thlazol-2-yl)-dlthlo-3-phenylacetamldo-2-oxoazetldln-l-yl]-a-(l-chloräthyll-(len)-esslgsaure-2,2.2-lrlchloräthylcsier In 1 ml Dimethylformamid wird bei -40° C mit 60 Mlkrollter Triethylamin versetzt und 30 Minuten bei -40" C und 3'Λ Stunden bei -20 bis -10° C gerührt. Danach wird das Reakllonsgemlsch In 5^lge Phosphorsaure gegossen und mit Wasser verdünnt. Die entstandene Fallung (25 mg) wird abfllirlert und an 1 g Kleselgcl mit einem Gemisch von Äthylacetat und Benzol (1 : 10) elulert. Ausbeute 14 mg 3-(Thlazol-2-yl)-thlo-7-phenylacetamldo-2-ccphem-4-carbonsäure-2,2,2-trlchlorathylester.
Die physikalischen Konstanten der gemäß Beispiel 1 bis 8 hergestellten Verbindungen sind In der Tabelle zusammengefaßt.
L\
Tabelle
Verbindung A
SR lR:v.CHCI'(cm-')
NMR:
CDCI,
( ) bedeutet Kupplungskonstante Hz
1 C6H5OCH2CONH- -CH,
2 C6H5OCH2CONH- -CH2CCl3
3 C6H5OCH2CONH- -CH2CCl,
4 C6H5OCH2CONH- -CH3CCl,
5 CH5CH2CONH- -CH2CCl,
6 C11H5CH2CONH- -CH2CCl,
7 C6H5CH2CONH- -CH2
8 C6H5CHjCONH- -CH2-^
(F. 202-2040C)
—S
— S
•S/V — SCOCH,
2+3 (2:1)
3425,1784. 1743,1692, 1598.
3455.1790. 1770,1700.
3425.1795. 1750.1695. 1600.
3425.1792 1770.1682. 1150.
3430.1793. 1690.
3425,1790, 1765.1680. 1147.
3380.1780, 1730.1680, 1350.
3380,1790, 1740,1680, 1350.
3,66s3H,4,58s2H,5,40d( 1, 5.42d(fi)lH,5,73dd(5;8)lH, 6.8-8.01 IH.
4.56s2H.4,73s2H,5,43d(4)lH.
5.60dC!)lH.5,75dd(4;8)lH
6,8-8.OmIlH.
3.73AHq(18)2H,4,50s2H,4.87q(12)2H. 5,12d(:5)lH,5,95dd(5;9)lH,6,7O-8.05m IOH.
2.32s3 H.3.48s.4.58s2H,4.78s2H,
4.87-:i,87m3H,6,80d(2).
6,90-"'.67m6H.
3,63s2H,4,68s2H.5.33ü(4)lH,
5,50d(2)lH,5,77dd(4;8)lH.
7.0-7,9ml0H.
3,63s2H,4,72s2H,5,30d(4)lH,5.32d(2HH. 5.63dd(4;8)lH,6,58d(8.5)lH,7.02d(2)lH. 7,25d(3)lH,7,32s5H,7,65d(3)lH.
3,90ABq(18)2H,5,35d(5)lH,5,45s2H. 5.9Odd(5;8)lH,7,28s5H,7.25-8,O8m7H.
3,67s;!H,5,12s2H,5,22d(4.5)lH,5.28d(2)lH. 7,28sfiH,7,29-8,15m7H.
^ssssssa^s^^

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Verfahren zur Herstellung von 2- und S-Cephem^-carbonsäure-Vcrbindungen der allgemeinen Formel I
    COB
    In der A eine Phenylacetamldo- oder Phenoxyaceiamidogruppe, COB eine gegebenenfalls auf übliche Welse geschützte Carboxylgruppe und SR eine Benzothlazol-2-ylthlo-, ThIazol-2-ylthlo- oder Acetylthlogruppe bedeutet und die punktierte Linie eine Doppelbindung In der 2- oder 3-Stellung anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel II
    An /SSR
    CHj
    ; — Q
    -N
    O''
    COB
DE2660607A 1975-07-22 1976-07-21 Verfahren zur Herstellung von 2- und 3-Cephem-4-carbonsäure-Verbindungen Expired DE2660607C2 (de)

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