DE2735832C3 - Verfahren zur Herstellung von Schwefelanalogen der 6 β-Aminopenicillansäure und deren Derivaten - Google Patents

Description

worin R eine übliche Carboxylschutzgruppe ist, welche den Ester außer an der Diazoverbindung im wesentlichen nicht-lichtreaktiv für Strahlung oberhalb 280 nm macht, und einem Thiol der Formel R¹SH, worin R¹ eine Alkyl-, Aralkyl-, Alkaryl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Acylgruppe ist, bestrahlt und gegebenenfalls in der gebildeten 6-schwefelsubstituierten Verbindung in bekannter Weise R gegen eine andere Gruppe R² und R' gegen eine andere Gruppe R³ austauscht

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Thiol verwendet wird, in welchem R¹ Chloracetyl, Phenoxyacetyl, Benzoyl, Phenylacetyl, Benzyl ist.

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Penicillinderivaten, und zwar von Schwefelanalogen von 6ß-Aminopenicillansäure sowie biologisch aktiven Derivaten derselben.

In der US-Patentschrift 3159 617 ist die erste technische Synthese von 6j3-Aminopenicillansäure und darauf basierenden Penicillinderivaten beschrieben. Eine große Vielzahl von Derivaten der 60-Aminopenicillansäure können durch Einführung verschiedener Gruppen in die Aminogruppe der Säure gebildet werden. So wurden Acylgruppen, Isocyanate, Isothiocyanate, Halogenverbindungen, Methylisoharnstoffe, Äthylenoxid, Äthylenimin und dergleichen in die Aminogruppe der 6/J-Aminopenicillansäure unter Bildung sowohl biologisch aktiver als auch biologisch inaktiver Derivate eingeführt.

Viele Derivate der 6/f-Aminopenicillansaure, insbesondere die durch Acylierung erhaltenen, wurden zu brauchbaren Arzneimitteln. Beispielsweise wurde das Wirkungsspektrum von Ampicillin und Carbenicillin so erweitert, daß sie gegen bestimmte Gram-negative Organismen verwendet werden können, während Methicillin eine gute Wirkung gegen bestimmte resistente Staphylokokken zeigt

In dem Bemühen, neue biologisch aktive Derivate von 6/J-Aminopeniculansäure zu finden, versuchte man, die Elternverbindungen durch unzählige Methoden, zusätzlich zu der bloßen Einführung funktioneller Gruppen in die Aminogruppe, zu modifizieren. So wurde, angeregt durch die Aufklärung der Struktur der Cephalosporine, versucht, die Thiazolidinhälfte von 60-Aminopenicillansäure zu modifizieren. Diese Umwandlung ist besonders günstig, da Cephalosporine nicht leicht in der Natur zugänglich sind. Viel Anstrenung wurde daher auf die Untersuchung möglicher Umwandlungen des Thiazolidinrings zu dem Dihydrothiazinring ohne gleichzeitige

is Veränderung der chemisch empfindlichen /}-Lactamhälfte konzentriert Diese Bemühungen wurden von D.

H. R. Barton und T. G. Sammes, Proc R. Soc Lond. B, 179 345 (1971), beschrieben.

Andere Versuche betrafen die Modifizierung von 6ß-Aminopenicillansäure durch Reaktion der ß-Lactamhälfte; diese Versuche waren jedoch verhältnismäßig selten und trafen sich alle bei einer Variierung des Substituenten oder der Stereochemie des C-6-Kohlenstoffs in dem Penamsystem. Hauptsächlich wurden vier Arten von modifizierenden Reaktionen beschrieben, nämlich die Acylierung, Epimerisierung, Alkylierung und Diazotierung.

Ein erfolgreiches Beispiel für die Epimerisierungsreaktion wird von G. E. Gutowski, Tet Lett. (1970), 1779, berichtet Dieses Penicillin mit dem epimerisierten C-6-Substituenten zeigt jedoch keinerlei biologische Wirkung. Bezüglich der Alkylierung in der C-6-Stellung richteten sich die meisten Versuche auf die Einführung einer «-Methylgruppe in die C-6-Stellung, da aufgrund früherer Voraussagen die Einführung einer «-Methylgruppe die antibiotische Wirkung fördern könnte. Ferner wurde sowohl die direkte als auch die indirekte «-Hydroxyalkylierung des Penicillinkerns am C-6 mit Benzaldehyd und Formaldehyd von R. Riner und P. Zeller, HeIy, Chim, Acta 51, 1905 (1968), beschrieben. Diese Derivate und andere «-alkylierte Derivate zeigen eine gewisse bilogische Aktivität, sie sind jedoch beide wesentlich weniger wirkungsvoll als das bekannte Penicillin G.

Die Deaminierung von 6JJ-Aminopenicillansäure mittels Natriumnitrit in Mineralsäure ist von einer Inversion am C-6 begleitet, was zur Folge hat daß die C-5- und C-6-Protonen in dem Produkt trans-orientiert sind.

Wenn überdies die Reaktion in Anwesenheit einer Halogensäure abläuft, erhält man das 6«-Halogenprodukt Die Deaminierung von 6J3-Aminopenicillansäure durch Natriumnitrit mit Oxisäuren wird von T. Hauser und H. P. Sigg, HeIv. Chim. Acta, 50, 1327 (1967), berichtet. Mit solchen Oxisäuren wird 6a-Hydroxypenicillansäure als der Benzylester isoliert. Die rasche Umwandlung ergibt das «-Sauerstoffanaloge von Penicillin V₁ nämlich ea-Phenoxyacetoxypenicillansäure. Auch dieser Stoff zeigt keine biologische Aktivität.

Ferner wurden zwei neue Reihen dieser Penicilline in der DOS 24 16 492 beschrieben. Diese Reihen, nämlich die Kohlenstoff- und Sauerstoffanaloge von Penicillinen, sind durch den Ersatz des 6/?-Siickstoffs des »normalen« Antibiotikums durch Kohlenstoff bzw. Sauerstoff charakterisiert. Diese neuen Analogen und die große Vielzahl von daraus erhältlichen Derivaten sind biologisch aktiv und bilden neue Reihen von Antibiotika.

Der Kürze halber werden in der folgenden Beschreibung die allgemein anerkannten Abkürzugen 6-APA für 6^-Aminopenicillansäure, 6-OPA und 6-CPA für die Sauerstoff- und Kohlenstoffanalogen derselben verwendet

Die vorliegende Erfindung führt zu einem neuen Penicillintyp mit antibiotischer Wirkung, und zwar zu den Schwefelanalogen von 6/3-Aminopenicillansäure sowie deren biologisch aktiven Derivaten. Die neuen Verbindungen der allgemeinen Formel

R³S

worin R² Wasserstoff und eine pharmazeutisch verträgliche Gruppe und R³ Wasserstoff oder eine Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Alkoxyl- oder Acylgruppe ist, werden dadurch erhalten, daß man ein Gemisch aus 6-Diazopenicillanat der Formel

20

25

worin R eine Carboxylschutzgruppe ist, welche den Ester außer an der Diazoverbindung im wesentlichen nicht lichtreaktiv für Strahlung oberhalb 280 nm macht, und einem Thiol der Formel R¹SH, worin R¹ eine Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Alkaryl- oder Acylgruppe ist, bestrahlt und gegebenenfalls in der gebildeten 6-schwefelsubstituierten Verbindung in bekannter Weise R gegen eine andere Gruppe R² und R¹ gegen eine andere Gruppe R³ austauscht

Die Erfindung zeigt einen neuen Weg auf, wonach Ester von 6-Diazopenicillansäure eine fotochemische Umwandlung in Anwesenheit eines sauren, thiolsubstituierten Reagens unter Ersatz der Stickstoffatome in der 6-Seitenkette durch ein Schwefelatom erfahren. Diese dabei erhaltenen Schwefelanalogen von 6-APA und deren Derivate zeigen gegenüber einer großen Vielzahl von Organismen eine biologische Aktivität. Ferner können viele der gemäß der Erfindung erhaltenen Verbindungen, z. B. 6-Mercaptopenicillansäure, als Zwischenprodukte zur Herstellung biologisch hochaktiver Verbindungen dienen. Die Schwefelanalogen von Penicillansäure selbst können z. B. als primäres Reaktionsmittel für eine Sulfoxidumlagerung des Thiazolidinrings zu den entsprechenden, biologisch aktiven Schwefelanalogen von 7-ACA und Derivaten derselben dienen.

Das zu dem als Ausgangsprodukt für das erfindungsgemäße Verfahren dienende 6-Diazopenicillanat führende Syntheseschema ist von J. C. Sheehan, Y. S. Lo, J. Loliger und C. D. Podewell in J. Org. Chem, 39 1444 (1974) beschrieben und umfaßt die Diazotierung des entsprechenden Penicillins mit Stickstofftetroxid und Behandlung des erhaltenen Nitrosoderivats mit Silicagel oder einer Base in einem am Rückfluß gehaltenen organischen Lösungsmittel.

In den erhaltenen Estern

CH₃

CO₂R

10 ist die bekannte Carboxylschutzgruppe R z. B. (1) eine substituierte oder unsubstituierte aliphatische, alicyclische oder aromatische Gruppe, z. B. Alkyl (vorzugsweise niederes Alkyl wie Methyl, Äthyl, Propyl, tert-Butyl, 000-Trichloräthyl usw.), Cycloalkyl (z.B. Cyclohexyl), Aryl (ζ. B. Phenyl), Aralkyl (ζ. B. Benzyl, Methylbenzyl, p-Nitrobenzyl, 9-Anthrylmethyl usw.) oder Alkaryl (ζ. Β. Tolyl); (2) substituiertes oder unsubstituiertes Phenacyl, z. B. Phenacyl, p-Methoxyphenacyl, m-Chlorphenacyl; (3) ein Salz, einschließlich ein Alkalimetallsalz, z. B. Natrium- oder Kaliumsalze, sowie quaternäre Ammoniumgruppen, ζ B. N-Äthylpiperidinium und Dicyclohexylammonium: oder (4) eine Organosilylgruppe, z. B. Alkylsilyl, wie Trimethylsilyl, Triäthylsilyl. Geeignete Gruppen sind bekannt und z. B. von J. F. W. McOmie in Protective Groups In Organic Chemistry (Plenum Press 1973), insbesondere in Kapitel 7, Seite 183 ff, »Protection of Carboxyl Groups« von E. Haslam, worauf hier Bezug genommen wird, beschrieben. Vorzugsweise kann die verwendete Schutzgruppe R später in saurem Medium entfernt, bzw. durch eine anspruchsgemäße Gruppe R² ersetzt werden. Am meisten bevorzugt sind derzeit niedere Alkylgruppen, insbesondere tert-Butyl, eine halogenierte niedere Alkylgruppe, insbesondere /300-Trichloräthyl, Phenacyl und Trimethylsilyl.

In dem als weiterer Reaktionsteilnehmer verwendeten Thiol R¹SH kann die gegenüber dem Schwefel, an welchen sie gebunden ist, elektrophile Hälfte R¹ eine Alkylgruppe, vorzugsweise niederes Alkyl, wie Methyl, Äthyl, Propyl, Hexyl usw.; eine Cycloalkylgruppe, wie Cyclopenty!, Cyclohexyl, Methylcyclohexyl; eine Arylgruppe, z. B. Phenyl, eine Aralkylgruppe, z. B. Benzyl, eine Alkp.rylgruppe, z. B. Tolyl; eine Acylgruppe, z. B. Benzoyl, substituiertes und unsubstituiertes Phenoxyacetyl, Chloracetyl und Bromacetyl, sein.

Die photochemische Reaktion wird unterstützt, läuft z. B. schneller ab, wenn die R¹-Gruppe die Acidität des thiolischen Protons erhöht, weshalb solche R'-Gruppen bevorzugt sind. Am meisten bevorzugt sind R'-Gruppen, welche an den Schwefel über eine Carbonylgruppe gebunden sind. Solche R'-Substituenten sind z. B. Formyl, Acetyl, Phenyl, Phenylacetyl, Phenoxyacetyl, p-Aminophenylacetyl, «-Carboxyl-phenylacetyl, Benzyl, Benzoyl, 2-Thienylacetyl, Phenylglycyl, Carbobenzoxy, Λ-Carbonaphtoxy, Carbo(2-thienylmetnoxy), (1-Phenyl-2-formylamino)-äthoxycarbonyl, Äthoxyacetyl und Nitrobenzoyl.

Die Bestrahlung erfolgt vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre, z. B. unter einer mit einem Pyrexfilter ausgestatteten Quecksilberlampe in Anwesenheit eines Überschusses der Thiolverbindung. Geeignete Lampen, z. B. die Hanovia 450-Watt-Mitteldruck-Quecksilberlampe, sind dem Fachman bekannt

Viele auf dem Gebiet der Fotochemie bekannte Lösungsmittel können in wirksamer Weise für die Umwandlung verwendet werden. Grundsätzlich ist jedes Lösungsmittel geeignet, wenn die Reaktionsteil-

nehmer und die Reaktionsprodukte darin löslich sind und es die Reaktion nicht merklich stört, z. B. indem es in dem Wellenlängenbereich, in welchem die Reaktion erfolgt, absorbiert oder indem es eine Falle für freie Radikale bildet Geeignete Lösungsmitte! sind z. B. substituierte und unsubstituierte Alkane, Alkohole und Aralkane sowie andere, dem Fachmann bekannte. Am meisten bevorzugt sind derzeit halogenierte niedere Alkane, z.B. Tetrachlorkohlenstoff, Methylenchlorid, Trichloräthan, Fluortrichlormethan usw. Am meisten bevorzugt wird Tetrachlorkohlenstoff.

Wird die die Säure schützende Gruppe R aus den obigen Verbindungen abgetrennt, erhält man zunächst die freien Säuren

R¹S

R¹S H H
l

CH₃

tO₂R^!

10

15

20

CH₃
CO₂H

Natürlich sind einige der Schutzgruppen schwieriger zu entfernen als andere, sie wurden jedoch bisher bereits als Schutzgruppe in analogen Penicillinen sowie deren Kohlenstoff- und Sauerstoffanalogen verwendet. Die Abtrennung dieser Gruppen erfolgt nach anerkannten Methoden, je nach der Art der Gruppe. Verwiesen wird auf McOmie, Protective Groups In Organic Chemistry.

Diese freien Säuren mit einer Reaktionsfähigkeit ähnlich der von 6-APA, 6-CPA und 6-OPA können zu Schwefelpenicillanaten der allgemeinen Formel:

35 Salzbildner, z.B. Alkalimetallionen, oder organische Ammoniumgruppen, z. B. Tri-(alkyi)ammonium [vorzugsweise Tri-(niederes alkyl)-ammonium, z. B.Triäthylammonium) oder Piperidinium oder N-Alkyl (vorzugsweise niederes alkyljpiperidinium, oder Benzylammonium; und (4) eine Organosilylgruppe, vorzugsweise Tri-(niederes alkyl)-silyle.

Vorzugsweise sind R3und Ri identisch.

R¹ kann in geeigneter Weise se gewählt werden, daß man eine leichte Spaltbarkeit der R'-S-Bindung erzielt; diese Spaltung ergibt die Schwefelanalogen mit der folgenden allgemeinen Formel:

CH₃

40

45

verestert werden, worin R¹ die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt und R² eine pharmazeutisch annehmbare, dem Fachmann bekannte Gruppe bedeutet R² kann eine der vorstehend für R angegebenen Gruppen sein, d. h. sowohl R als auch R² können eine substituierte oder unsubstituierte (1) aliphatische, alicyclische oder aromatische Gruppe sein, z. B. Alkyl, vorzugsweise niederes Alkyl, wie Methyl, Äthyl oder Propyl, Alkenyl, vorzugsweise niederes Alkenyl, ζ. Β. Ä'henyl, Propenyl und Butenyl, Alkinyl, vorzugsweise niederes Alkinyl, ζ. B. Äthinyl, Propinyl und Butinyl; eine Cycloalkyl- oder Cycloalkenylgruppe, z. B. Cyclohexyl; eine Aralkylgruppe, z. B. Benzyl oder Phenylethyl; (2) eine aeylierte Verbindung, einschließlich Acylalkyl, vorzugsweise niederes Acylalkyl, z. B. Acetylmethyl, Acetyläthyl und Acetylpropyl; eine Acylaminogruppe, vorzugsweise eine niedere Acylaminogruppe, z. B. Acetylamino, Propionylamino und Butyrylamino; eine Acylaminoalkylgruppe, vorzugsweise eine niedere Acylaminoalkylgruppe, z. B. Acetylaminomethyl, Acetylaminoäthyl, b; eine Iminogruppe (siehe die US-Patentschrift 38 76 630), und eine Arylacylgruppe, z. B. Phenylacyl und dessen vorstehend in Bezug auf R erwähnte Derivate; (3)

worin R² die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt Für eine solche Spaltungsreaktion geeignete Substituenten R¹ kennzeichnen sich dadurch, daß sie gut abtrennbare Gruppen sind, z. B. gut Elektronen abziehende Gruppen, wie sie vorstehend beispielsweise genannt sind.

Diese Thiolverbindungen ergeben natürlich nach Abtrennung der pharmazeutisch annehmbaren Gruppe R², wie sie vorstehend definiert wurde, die Stammverbindung 6-SPA:

CH₃

Diese Stammverbindung läßt sich leicht in der 6/S-Stellung mit einer funktionellen Gruppe umsetzen und/oder an der Säuregruppe verestern, wobei man Schwefelanaloge der folgenden allgemeinen Formel erhält:

R³S H

CH₃

worin R² und R³ die vorstehend angegebene Bedeutung besitzen. Nach Einführung von Schwefel in die 6-Stellung der Penicillanves-bindungen können somit beide an den Schwefel gebundene Substituenten R¹ oder R³ sowie der Substituent R oder R² an dem 3-Carbonsäureester durch den Fachman bekannte Reaktionen geändert werden.

Zur Erläuterung sind die verschiedenen, vorstehend beschriebenen Umwandlungen in dem folgenden Schema aufgezeichnet, wo R 19/3/3-Trichloräthyl, R¹ Phenoxy acetyl, R² Benzyl und R³ Carbomethoxy ist:

N, H

-N

CO₂CH₂CCI₃

SH/nr

0—0

0—O

-N-

CO₂CH₃CCl₃

NaOCH₃
CH₃OH
-78 C /

Zn/HoAc

H H

/^SV

-N

0—0 H H

CO₂CH₂CCl₃

-N

CO,H

NaOCH₃

Zn/HOAc

CH₃OCCl

CH₃OH

-78 C

0CHN,

CH₁O H Ii

HS H H

s s ■

Il

-N-

-N-

CO, CH. CCl, O

0 — O

H H

S_n /S

-N-

CO₁H

CO₂CH₂0

Zn/HOAc

CH₃OCCl 0CHN.

/ CH₃ONa " CH₃OH

-78 C

CH₃O H H

-N-

CO₁H

HS H H

-N

CO₂CH₂0

Die erfindungsgemäßen antibiotischen Verbindungen können Säugetieren auf im wesentlichen die gleiche Weise wie bisher für Antibiotika auf Penicillin- und Cephalosporinbasis bekannt, verabreicht werden. Sie können Säugetieren, z. B. Menschen, Hunden, Mäusen, Ratten usw., oral, parenteral, rektal oder örtlich (z. B. zur Behandlung von Hautinfektionen) verabreicht werden. Übliche Dosierungen für eine orale Verabreichung liegen beispielsweise zwischen etwa 1 und 200 mg/kg/Tag in Form mehrerer Dosen. Die Verbindungen können als solche oder in Form von pharmakologisch verträglichen Salzen verabreicht und mit Trägern oder unterstützenden Mitteln oder mit beiden abgegeben werden. Bei solchen Präparaten kann das Verhältnis der therapeutischen Substanz zu den Trägern und Hilfsstoffen zwischen etwa 1 und 99% variieren.

Die Präparate können z. B. in Form von Tabletten, Pillen oder Suppositorien hergestellt oder in medizinischen Behältern, z. B. Kapseln, geliefert oder als Mischungen in Flaschen abgefüllt werden. Pharmazeutisch verträgliche, organische oder anorganische, feste oder flüsige Träger können verwendet werden, je nachdem, wie sie für eine orale oder parenteral Verabreichung oder für eine örtliche Anwendung geeignet sind. Gelatine, Lactose, Stärke, Magnesiumstearat, feinstgemahlenes Silicagel, Kakaobutter, Talkum, pflanzliche und tierische Fette und öle, pflanzlicher Gummi und Polyalkylenglyko! und andere bekannte Träger für pharmazeutische Produkte eignen sich alle zur Herstellung von die erfindungsgemäßen Verbindungen enthaltenden Präparaten. Präparate für die parenterale Verwendung sind z. B. Ampullen einer sterilen Lösung oder Suspension mit Wasser oder einer anderen pharmazeutisch verträglichen Flüssigkeit als Trägersubstanz oder Ampullen mit sterilem Pulver zur Verdünnung mit einer pharmazeutisch verträglichen Flüssigkeit Das bevorzugte Estersalz ist das Hydrochlorid, jedoch können auch Salze mit anderen anorganischen oder organischen Säuren, auch antibiotisch wirksamen Säuren, verwendet werden, z. B. Phosphate, Acetate oder Salze mit Phenoxymethylpenicillin. Außerdem kann das Präparat andere, pharmazeutisch wirksame Bestandteile enthalten, die zweckmäßig zusammen mit den Estern bei der Behandlung infektiöser Krankheiten verabreicht werden können, z. B. andere geeignete antibiotische Substanzen sowie einen oder mehrere Bestandteile, z. B. Verdünnungsmittel, Puffer, Geschmacksstoffe, Bindemittel, oberflächenaktive Mittel, Verdicker, Gleitmittel, vorbeugende Mittel usw.

Eine zur Herstellung von Tabletten geeignete Zusammensetzung enthält etwa 75 Gew.-% 60-(Phenylcarbothio)-peniciiiansäure oder deren Saizc, z. B. da·. Hydrochloridsalz, 224$ Gew.-% Stärke oder Lactose und 22- Gew.-% Magnesiumstearau Oral zu verabrei chende Suspensionen könnten beispielsweise etwa 3,4 Gew.-% 60-{Phenylcarbothio)-penicillansäure, 5,0 Gew.-% Aluminhimmonostearat, 0,2 Gew.-% Sorbitanmonooleat als oberflächenaktives Mittel und etwa 91,48 Gew.-% Erdnußöl enthalten.

Beispiel 1

a) Herstellung von ßßß-Trichloräthyl-6-diazopeniriUanat

Eine Lösung von ß/^-TrichJoräthyl-phenylacetamidopenicfflat (IQ^g, 22,6 Mfllimol) in Methylenchlorid (100 ecm) wurde innerhalb 20 Minuten unter Rühren bei — 5°C einer Mischung aus wasserfreiem Natriumacetat (22 g), Stickstofftetroxid (120 ecm einer Lösung von 24 g in 250 ecm Methylenchlorid) und Methylenchlorid (100 ecm) zugegeben. Weitere Anteile von 30 ecm und 100 ecm der Stickstofftetroxidlösung wurden unmittelbar nach Zugabe des Penicillins etc. bzw. 30 Minuten danach zugegeben und das Gemisch wurde unter 0°C eine Stunde gerührt. Überschüssiges Stickstofftetroxid wurde durch Kontakt mit gesättigter Natriumcarbonatlösung verbraucht und die wäßrige Phase wurde mit Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und zu einem gelben Sirup (11 g) aus rohem /)0/)-Trichloräthyl-6/)-N-nitrosophenylacetamidopenicillanat eingedampft.

Dieser Ester wurde in Methylenchlorid (300 ecm) gelöst und man gab Pyridir. (3 ecm) zu. Nach 3 Stunden am Rückfluß wurde die braune Lösung mit Wasser, gesättigtem Natriumcarbonat und Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und zu einer braunen kristallinen Masse konzentriert. Die Umkristallisation aus Tetrachlorkohlenstoff-Petroläther ergab die Diazoverbindung (5,85 g, 72%); Schmelzpunkt 103,5 bis 104⁰C.

b) Herstellung von j3j30-Trichloräthyl-

60-(phenylcarbothio)-penicillanat

Eine Lösung von 2,00 g (5,8 Millimol) von βββ-Ύή-chloräthyl-6-diazopenicillanat in 150 ecm Tetrachlor-

id kohlenstoff wurde auf etwa 20° C gekühlt und mit einem langsamen Heliumstrom während >Λ Stunde durchgespült. Man gab Thiobenzoesäure (3,84 g, 27,8 Millimol) zu und bestrahlte die vorstehende Lösung mit einer Hanovia 450 Watt-Mitteldrucklampe (Pyrexfilter) unter

3·, einem langsamen Heliumstrom bei 18 bis 20° C während 8 Stunden. Die Lösung wurde mit 5%igem wäßrigem Natriumbicarbonat gewaschen, getrocknet und das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgetrennt Die KJeselsäurechromatographie (Eluierungsmittel: Methylenchlorid) des verbleibenen Öls ergab den trans-Thiolester (6ol) in 4%iger Ausbeute als hellbraunes ÖL Die Isolierung der langsamer wandernden Fraktion ergab den cis-Thiolester (f>ß) in 51%iger Ausbeute. Dieser letztere Ester ergab bei der Umkristallisation aus Äther einen weißen kristallinen Feststoff, Schmelzpunkt 103,5 bis 104°C IR (CHCl₃): 3010, 2960, 1780 und 1675cm-'; nmr*) (CDCl₃): 1,58 (s,3H), 1,73 (s3H), 4,53 (S₁IH), 4,68 (s,2H), 5,47 (d,lH,]=4.OHz), 5,60 (d,l HJ =4,OHz), 7,03 - 8,OO(m,5H).

Beispiel 2

Herstellung von 6/?-(Phenylcarbothio)-penicillansäure

Der in Beispiel 1 b) erhaltene 60-Thiolester wurde in Ν,Ν-Dimethylformamid gelöst und die gekühlte Lösung wurde mit 90%iger Essigsäure (5—10ecm) vereinigt Fünfstündiges Rühren der Säuremischung mit Zinkstaub (1,0—1,5 g) Abfiltrieren des Zinks durch Celite in einen Eiswasser (100 ecm) enthaltenden Kolben und Auswaschen des Zinks mit Methylenchlorid ergab ein Zweiphasensystem. Nach Abtrennung der organischen Schicht und weiteren Waschungen mit Methylenchlorid erhielt man nach dem Trocknen und nach, der Entfernung des Lösungsmittels ein braunes ÖL Die Auflösung des Öls in Methylenchlorid und Extraktion

*) magnetische Kernresonanz

IO

mit 5%igem Natriumcarbonat, Auswaschen der wäßrigen Schicht mit Methylenchlorid und Ansäuerung bei 0⁰C mit verdünnter Salzsäure ergab die freie Säure. Durch Extraktion mit Methylenchlorid, Trocknung und Lösungsmittelentfernung wurde diese Säure isoliert und bei -15° C aufbewahrt.

Die Mindestinhibitorkonzentration (MIC) in Mikrogramm aktivem Material pro ecm beträgt <0,4 für Bacillus subtilis ATSS 6051.

Beispiel 3

Herstellung von jSjSß-Trichloräthyl-6/>-(phenylacetylthio)-penicillanat

Die gleiche Reaktionsfolge wie in Beispiel 1 b), jedoch ι ·■> unter Verwendung von Phenylthioessigsäure ergab den trans-Thiolester, in 3%iger Ausbeute als hellbraunes öl und einen umkristallisierten (aus Äther-Petroläther) cis-(6/?)-Thiolester in 5O°/oiger Ausbeute mit einem Schmelzpunkt von 83 bis 84⁰C. IR (CHCl₃): 3005, 2955, 1770 und 1700cm-¹; nmr (CDCl₃): 1,60 (s,3H); 1,70 (s,3H); 3,83 (s,2H); 4,54 (s,lH); 4,73 (s,2H); 5,33 (d,l HJ =4,OHz); 5,55 (d,lH,J=4,OHz); 7,18 (s,5H).

Analyse, berechnet für Ci₈Hi₈NO₄Cl₃S₂: 2i

C, 44,78; H, 3,76; N, 2,90; Cl, 22,03; S, 13,28

gefunden:

C, 44,70; H, 3,60; N, 2,86; Cl, 22,0; S, 13,59.

Bei spie 1 4 jn

6/?-(Phenylacetylthio)-penici!lansäure

Eine Beispiel 2 ähnliche Zink/Essigsäurebehandlung des 6/?-Thiolesters gemäß Beispiel 3 ergibt die freie Säure in einer Ausbeute von 85%. ü

Die MIC in Mikrogramm aktivem Material pro ecm beträgt <0,4 für Bacillus subtilis ATCC 6051.

Beispiel 5

Herstellung von 00/3-Trichloräthyl-6/?-(benzylthio)-penicillanat

Eine Lösung von 2,00 g (5,58 Millimol) ^-Trichloräthyi-6-diazopenicillanat und 3,25 ecm (27,6 Millimol) Benzylmercaptan in 150 ecm Tetrachlorkohlenstoff wird mit einem langsamen Heliumstrom '/: Stunde durchspült und dann mit einer Hanovia 450 Watt-Mitteldrucklampe (Pyrexfilter) unter einem langsamen Heliumstrom bei 38 bis 40⁰C 22 Stunden bestrahlt. Das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck entfernt und der Rückstand wird an Kieselsäure unter Verwendung von Methylenchlorid-Tetrachlorkohlenstoff als Eluierungsmittel chromatografie!!. Die rascher wandernde Fraktion, ein hellbraunes öl, ergibt das trans-Sulfid in 7%iger Ausbeute. Die langsamer wandernde Fraktion, ein brauner Feststoff, ergab nach Umkristallisation aus Methylenchlorid-Petroläther das cis-(6/?/Sulfid in Form weißer Nadeln, Schmelzpunkt 82 bis 83°, in 28%iger Ausbeute. IR (CHCl₃): 1770 cm-'; nmr (CDQ₃): 1,60 (s3H), 1,70 (s3H), 3,83 (s^H), 4,53 (s,lH), 4,73 (S^H), 5,33 (d,lHJ=4,Ohz), 5,55 (d,lH,IOH) (H)

65

Analyse, berechnet für CIgH]

C, 44,89; H, 339; N, 3,08; CL 23,28; S, 14,10
gefunden:

C, 44,79; H, 334; N, 3,08; 0,23,54; S, 1430.

Beispiel 6
Herstellung der 6/f-(Benzylthio)penicillansäure

Eine Zink/Essigsäurebehandlung des Sulfids aus Beispiel 5 ergibt die freie Säure in 91 %iger Ausbeute.

Die MIC in Mikroprogramm aktives Material pro ecm beträgt 100 für Bacillus Subtilis ATCC 6051, Sarcina lutea und Shigella sonei.

Beispiel 7

Herstellung von /JßjS-TrichloräthylöjS-ichloracetylthioJ-penicillanat

Eine Lösung von 2,00 g (5,58 Millimol) jJ^-Trichloräthyl-6-diazopenicillanat in 150 ecm Tetrachlorkohlenstoff wird auf etwa 3⁰C abgekühlt und mit einem langsamen Heliumstrom 0,5 Stunden durchgespült. Die kalte Lösung wird während '/2 Stunde tropfenweise mit Chlorthioessigsäure (3,08 g, 27,9 Millimol) in Tetrachlorkohlenstoff (20 ecm) versetzt. Die erhaltene Lösung wird dann !inter einem langsamen Heliumstrom bei 3 bis 5°C 15 Stunden mit einer Hanovia 450 Watt-Mitteldrucklampe (Pyrexfilter) bestrahlt. Die Lösung wird mit 5%igem wäßrigem Natriumbicarbonat gewaschen, getrocknet, und das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck entfernt. Die Chromatografie (Kieselsäure/Methylenchlorid) des verbliebenen Öls ergibt das trans-Chlorid in 3%iger Ausbeute, den trans-Thiolester in 4%iger Ausbeute und den cis-Thiolester (6ß) in 49%iger Ausbeute als hellbraunes öl. nmr (CDCl₃): 1,63 (s,3H); 1,73 (s,3H); 1,73 (s,3H); 4.22 (s,2H); 4,53 (s.l H): 4,73 (s,2H); 5,30 (d,l H₁J = 4,OHz); 5,58 (d,l H J = 4,OHz).

Beispiel 8

Herstellung von /J/^-Trichloräthyl-ö/J-mercaptopenicillanat

Natriumrnethoxid (43 mg, 0.80 Millimol) in Methanol (20 ecm) wird tropfenweise während 2 Stunden einer gerührten Lösung von 349 mg (0,79 Millomol) ßßß-Trichluräthyl-6/?-(chloracetylthio)-penicillanat in Methanol (30 ecm) bei -78⁰C (Trockeneis-Aceton) zugesetzt. Nach vollständiger Durchmisehung rührt man das Reaktionsgemisch nach 5,5 Stunden bei -78⁰C und 3,5 Stunden oei -50 bis -65° C (Trockeneis-Acetonitril) weiter. Die erhaltene Lösung wird mit eiskalter 10%iger Salzsäure gewaschen, getrocknet, und das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck ohne Erhitzen entfernt Das verbleibende öl wird in Methylenchlorid gelöst und mit 5%igem Natriumbicarbonat gewaschen; die organische Schicht wird getrocknet und das Lösungsmittel- wird unter Vakuum entfernt Die Chromatografie (Kieselsäure 1 :1 CH₂Cl₂-CCU) ergibt das Mercaptan (229 mg, 80%) als gelbes öl. IR (rein): 2955 und 2559 und 1774 cm"¹; nmr (CDCP): 1,67 (s3H); 130 (s3H); 2,48 (d,lHJ =21Hz); 4,40-4,73 (m, 2H); H-3 und H-6); 4,79 (s^ H); und 5,60 (d,l HJ = 4,0Hz).

Beispiel 9

Herstellung von jS^-Trichloräthyl-60-{phenylcarbothio)-peniculaaat

Das in Beispiel 8 beschriebene Mercaptan (98 mg, 0,27 Millimol) wird in Äthylenchlorid (5 ecm) und Pyridin (26 Mikroliter, 032 Millimol) gelöst und Benzoylchlorid (27 Mikroliter, 032 Mfllimol) werden zugesetzt (in der angegebenen Reihenfolge). Die erhaltene Lösung wird bei Umgebungstemperatur 21 Stunden gerührt, mit

kalter lO°/oiger Salzsäure und 5%igem Natriumbicarbonat ausgewaschen, getrocknet, und das Lösungsmittel wird unter Vakuum entfernt. Die Chromatografie (Silicagel, 2% Äther in Methylenchlorid) des verbleibenden Öls ergibt eine feste Hauptfraktion (112 mg, 89%). Bei der Umkristallisation aus Äther-Petroläther erhält man ein Material, welches das gleiche ist, wie man es durch Bestrahlung von /J/J/J-TrichIoräthyl-6-diazopenicillanat und Thiobenzoesäure erhält, wie dies in Beispiel 1 b) beschrieben wurde.

Beispiel 10

Herstellung von /?j9/i-Trichloräthyl-(phenyloxyacetylthio)-penicillanat

Es wurde wie in Beispie! 1 b) vorgegangen, wobei jedoch anstelle von Thiobenzoesäure Phenoxythioessigsäure verwendet wurde. Man erhielt den trans-Thioester in 5%iger Ausbeute als hellbraunes öl und den cis-(6/2)-Thioester in 45%iger Ausbeute als hellbraunes

öl. IR (CHCl₃) 1775 und 1695 cm-¹; nmr (CDCl₃): 1,60 (s,3H), 1,67 (S,3H), 4,60 (s,l H), 4,73 (s,2H), 4,80 (s,2H), 5,43 (d,lH,J=4,0Hz), 5,70 (d,lH,J=4,0Hz) und 6,8-7,6 (m,5H).

Analyse, berechnet für Ci₈Hi₈NO₅Cl₃S₂:

C, 44,34; H, 3,64; N, 2,81; CI, 21,32; S₁ 12,86
gefunden:
C, 43,04; H, 3,68; N, 2,90; Cl, 21,60; S, 13,12.

Beispiel 11

Herstellung von 6/?-(Phenoxyacetylthio)-penicillansäure

Die in Beispie! 2 beschriebene Zink/Essigsäurebehandlung wurde zur Umwandlung des cis-(6/?)-Thioesters von Beispiel 10 in die freie Säure angewendet.

Der MlC-Wert in \ig aktivem Material pro ml beträgt mehr als 0,4 für Bacillus subtilis ATCC 6051.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung der Schwefelanalogen der 6/J-Aminopenicillansäure und deren Derivaten der allgemeinen Formel

CH₃

CH₃
COOR²

worin R² Wasserstoff oder eine pharmazeutisch verträgliche Gruppe und R³ Wasserstoff oder eine Alkyl-, Aralkyl-, Alkaryl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Acylgruppe ist, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus 6-Diazopenicillanat der Formel

CH₃