DE2739266A1

DE2739266A1 - 7-acylamino-3-(1-carboxymethylthioaethyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3- cephem-4-carbonsaeure-derivate, verfahren zu ihrer herstellung und arzneimittel

Info

Publication number: DE2739266A1
Application number: DE19772739266
Authority: DE
Inventors: David Alan Berges
Original assignee: SmithKline Corp
Current assignee: GlaxoSmithKline LLC
Priority date: 1976-09-02
Filing date: 1977-08-31
Publication date: 1978-03-09
Also published as: US4057631A; FR2370739B1; FR2363570A1; FR2363570B1; JPS5331692A; FR2370739A1; US4147701A; GB1590594A

Description

u.Z.: M 302

Case : Berges 28
SMITHKLINE CORPORATION
Philadelphia, Pennsylvania, V.St.A.

"7-Acylamino-3-(^>'-carboxymethylthioäthyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure-Derivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und Arzneimittel"

Die Erfindung betrifft den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.

Das gemeinsame Merkmal der erfindungsgemäßen Verbindungen ist eine in der 3-Stellung gebundene Tetrazolylmethylthiogruppe, die durch einen CarboxyalkylthioalkyIrest substituiert ist.

Beispiele für diese Verbindungen weisen die nachstehend angegebene allgemeine Formel I auf

AcNH'

. 0^:

N ^"^>-^CH2-⁵"^Ssv /" ^¹ ^

^C02^H CH₂CH₂-S-CH₂CO₂H

809810/0876

in der Ac einen der Acylreste darstellt, die als geeignete Substituenten für die 7-Aminogruppe in üblichen Cephalosporinen oder für die 6-Aminogruppe in üblichen Penicillinen bekannt sind. Beispiele für derartige Acylreste sind Reste der allgemeinen Formeln

OO O

X-CH-C- , Y-CH₂-C- ^Oder Z-S(O)_n-CH₂-C-

in denen X eine Thienyl-, Furyl- oder eine gegebenenfalls durch eine Hydroxyl-, Hydroxymethyl-, Formamido- oder Ureidogruppe substituierte Phenylgruppe, A eine Amino-, Hydroxyl-, Carboxyl-, SuIfο- oder Formyloxygruppe oder, falls das cx-Kohlenstoffatom kein Wasserstoffatom trägt, eine Methoxyiminogruppe, Y eine Cyan-, Sydnon-, Pyridon-, Thienyl-, Phenoxy-, Phenyl- oder Tetrazolylgruppe und Z eine Methyl-, Trifluormethyl-, Trifluoräthyl-, Pyridyl- oder Cyanmethylgruppe bedeuten und m einen Wert von O bis 2 hat.

Spezielle Beispiele für Acylaminoreste in der 7-Stellung der allgemeinen Formel I sind die <x-Hydroxyphenylacetamido-, ot-Aminophenylacetamido-, oC-Amino-^—hydroxyphenylacetamido-, Trifluormethylthioacetamido-, 2,2,2-Trifluoräthylsulfinylacetamido-, 2,2,2-Trifluoräthylthioacetamido-, Cyanacetamido-, oc -Carboxythienylacetamido-, oc-Carboxyphenylacetamido-, cx-Sulfophenylacetamido-, Methylsulfonylacetamido-, Cyanmethylthioacetamido-, 3-Sydnonacetamido-, 1-Tetrazolylacetamido-, 2-Thienylacetamido-, syn-2-Methoxyimino-2-oC-furyl-

809810/0876

acetamido- und die ^--Pyridylthioacetamidogruppe.

Andere entsprechende Gruppen sind in der Veröffentlichung Flynn, Cephalosporins and Penicillins, Academic Press (1972), sowie in US-PS 2 721 196, US-PS 3 953 424, BE-PS 832 725, DT-PSen 2 127 285 und 2 406 165 angegeben.

Die 4-Carboxy-Derivate der Verbindungen der allgemeinen Formel I können in üblicher Weise leicht verestert werden. Diese Ester sind beispielsweise einfache Alkyl- oder Arylester und Ester, die im Körper des mit den erfindungsgemaßen Verbindungen behandelten Patienten leicht zur entsprechenden Säure gespalten werden, wie beispielsweise Indanyl-, Pivaloyl oxymethyl-, Acetoxymethyl-, Propionyloxymethyl-, Glycyloxymethyl-, Phenylglycyloxymethyl- und Thienylglycyloxymethylester. Falls in dem ersten der drei vorstehend angegebenen allgemeinen Acylreste A eine Carboxylgruppe bedeutet, kann auch diese in ähnlicher Weise verestert sein.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind beispielsweise Salze, leicht spaltbare Ester oder Äther, gebildet an Carboxyl- oder Hydroxygruppen sowie Amide, wie 7-Glycylamino-Derivate sowie entsprechende Furyl-, Pyranyl-, Oxolanyl- oder Oxiranylcarbonylamid-Derivate (vgl. BE-PS 835 295), sowie entsprechende Solvate, wie Hydrate oder Alkoholate. Spezielle Beispiele für die erfindungsgemäßen Derivate sind die Alkalimetallsalze, wie die Natrium- oder Kaliumsalze (beispielsweise unter Verwendung von Natrium- oder Kalium-2-äthylhexanoat), Ammonium-

809810/0876

Γ "I

salze und Salze mit organischen Aminen, wie mit Procain oder Dibenzyläthylendiamin.

Andere erfindungsgemäße Derivate können durch übliche Methoden der Modifizierung von Cephalosporinen erhalten werden, beispielsweise durch Einführen einer öl-Methoxygruppe in der 7-Stellung, vorzugsweise unter Verwendung der nachfolgend angegebenen Verbindung IV vor deren N-Acylierung. Die erfindungsgemäßen Derivate können auch optische Isomere darstellen, wie im Fall des Vorliegens einer Mandeloyl- oder Glycylgruppe in der 7-Stellung. Die D-Verbindungen sind bevorzugt.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden am einfachsten durch Austauschen der Acetoxygruppe einer bekannten 7-Acylaminocephalosporansäure (II) durch Umsetzen mit 1-Carboxymethylthioäthyltetrazol-5-thiol (III) hergestellt. Die Verbindung III ist ein neues und wertvolles Zwischenprodukt zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen. Der vorgenannte Austausch kann auch an 7-Aminocephalosporansäure vorgenommen werden, wobei 7-Amino-3-(1-carboxymethylthioäthyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3-cephem-4—carbonsäure (IV) erhalten wird, die dann in üblicher Weise N-acyliert wird. Bei den Umsetzungen können übliche Schutzgruppen, wie die Amino-, Carboxy-, Sulfo- oder Hydroxylgruppe, verwendet werden (vgl. McOmie, Protective Groups in Organic Chemistry, Plenum Press (1973)» Kap. 2 und 3). Beispielsweise sind die tert.-Butylgruppe (für die Carboxylgruppe) und die tert.-Butoxycarbonylgruppe (für die Aminogruppe) durch Behandeln mit Trifluoressigsäure leicht abspalt-

, bar.

^L 80 9810/0876 -¹

Die erfindungsgemäßen Verbindungen weisen eine antibakterielle Wirksamkeit gegenüber gram-positive oder gram-negative Bakterien mit einer minimalen Heiamkonzentration in vitro von 0,4 bis 100/Ug/ml auf. Für das Dinatriumsalz des 7-D-Mandelamido-3-(1-carboxymethylthioäthyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure-Hydrats (A) sind nachfolgend entsprechende Versuchsergebnisse angegeben:

S. aureus HH 127

S. aureus SK 23390

S. aureus villaluz SK 70390 Strep. Faecalis HH 34358

E. coli SK 12140

E. coii HH 33779 Kleb, pneumo. SK 4200 Kleb, pneuiao. SK 1200 Salmonella ATCC 12176 Pseudo, sp. HH Serra. marc. ATCC 13880 Proteus morgani Entero. aerog. ATCC 13048 Entero. cloacae HH 31254

A	Cefazolin	Cephalothin
1.6	0.4	0.4
0.4	0.2	0.1
12.5	25	3.1
25	3.1	12.5
1.6	1.6	6.3
6.3	3.1	25
1.6	3.1	12.5
0.8	3.1	12.5
12.5	6.3	12.5
>200	>200	>200
100	>200	>200
3.1	50	>200
6.3	12.5	100
0.8	6.3	25

25 Die Verbindung A zeigt einen ED₁-Q-MeTt bei Mäusen von

1,56 mg/kg gegenüber E. coli und 0,46 mg/kg gegenüber Kleb, pneumo. (s.c.)» 34 mg/kg gegenüber E. coli und 21,5 mg/kg gegenüber Kleb, pneumo (p.o.). Die entsprechenden Werte für

L 809810/0876

Cephalexin betragen 2,5, 15»7t 25 und 10. Bei der Überprüfung in vitro der Verbindung A gegenüber verschiedenen bekannten Bakterienstämmen wurden folgende Werte Oug/ml) erhalten : Indole-pos. Proteus (0,1-200); Proteus mir. (0,2-0,8); Klebsieila (0,2-100); Staphylococcus (0,4-6,3); E. coli (0,4-1,6); Serratia (12,5-> 200); Enterobacter (0,8- >200).

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in Form von Arzneimitteln oral oder durch subkutane, intramuskuläre oder intravenöse Injektion parenteral verabreicht werden. Die Injektion ist bevorzugt.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in üblicher Weise mit Trägerstoffen, Verdünnungsmitteln und Hilfsstoffen kombiniert werden.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispieli

Ein Gemisch von 8 ml (10,6 g, 110 mMol) Thioglykolsäure und 200 ml lOprozentige Natriumhydroxidlösung wird in einer Lösung von 21,0 g (100 mMol) Bromäthylaminhydrobromid in 40 ml Wasser versetzt. Nach 16- bis 18stündigem Rühren wird das Gemisch mit 6n Salzsäure neutralisiert und dann über eine mit einem Ionenaustauscher (IR 120 HCP) beschickte Säule geschickt. Diese wird zuerst mit Wasser und dann mit 0,5n Ammoniumhydroxidlösung eluiert. Die das gewünschte Produkt enthaltenden und

durch Dünnschichtchromatogramm aus dem Eluat abgetrennten , 809810/0876 j

Fraktionen werden gesammelt und zur Trockne eingedämpft. Man erhält 14,0 g eines halbkristallinen Peststoffs, der durch Umkristallisieren aus Wasser und Alkohol 11,4 g (84% d.Th.) kristalline Aminoäthylthioessigsäure ergibt. 5

Ein Gemisch von 11,3 g (83,7 mMol) der erhaltenen Aminosäure, 23,3 ml (17 g, 0,168 Mol) Triäthylamin und 70 ml 95pr\i>zentigem Äthanol wird 45 Minuten stehengelassen und dann mit 5,5 ml (6 g, 87 mMol) Schwefelkohlenstoff versetzt. Nach 40 Minuten wird das Reaktionsgemisch mit 5,23 ml (11,9 g, 84 mMol) Methyljodid versetzt und 16 bis 18 Stunden gerührt. Das Gemisch wird filtriert, und das Filtrat eingedampft. Der ölige Rückstand wird in 100 ml Wasser gelöst. Die kalte Lösung wird mit 55,5 ml 1,5n Salzsäure angesäuert und mit Diäthylather extrahiert.

Der Extrakt wird getrocknet und eingedampft. Man erhält das entsprechende Dithiocarbamat.

Ein Gemisch von 30 g (83 mMol) des erhaltenen Produkts, 3,2 g (80 mMol) Natriumhydroxid und 5,2 g (80 mMol) Natriumazid in 100 ml Wasser wird 15 Minuten bei Raumtemperatur gerührt, 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt und während 15 bis 18 Stunden auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Reaktionsgemisch wird nach weiterem Istündigem Erhitzen mit 200 ml Äthylacetat extrahiert.

Die Schichten werden getrennt, wonach die wäßrige Schicht gekühlt und mit 55 ml (165 mMol) 3n Salzsäure gemischt wird. Das gewünschte Produkt wird mit Äthylacetat extrahiert. Der

ι 809810/0876 _i

Γ Π

Extrakt wird eingedampft, wobei ein öliger Rückstand hinterbleibt. Dieser wird unter vermindertem Druck getrocknet. Man erhält 18,3 g eines langsam kristallisierenden Feststoffs. Nach dessen Digerieren mit Chloroform werden 13,3 6 (75% d.Th.) i-Carboxymethylthioäthyltetrazol-5-thiol erhalten.

Eine Lösung von 1,68 g (20 mMol) Natriumbicarbonat in 40 ml Wasser wird mit 2,20 g (10 mMol) des erhaltenen Thiols versetzt. Dann werden 3,0 S (7 mMol) des Natriumsalzes der 7-D-Mandelamidocephalosporansäure zugegeben. Das Gemisch (pH = 6,4) wird 3 Stunden auf eine Temperatur von 80⁰C erhitzt und dann 16 bis 18 Stunden bei einer Temperatur von 4°C abgekühlt. Die Lösung wird dann erneut 1 1/2 Stunden auf eine Temperatur von 80⁰C erhitzt. Die Vollständigkeit der Umsetzung wird durch Dünnschichtchromatographie festgestellt. Das Gemisch wird filtriert. Das Filtrat wird über eine mit XAD-7-Harz (einem vernetzten Polymerisat von Akrylsäureestern mit einem mittleren

Porendurchmesser von 80 A) beschickten Säule geschickt. Diese wird mit Wasser eluiert und das Eluat wird eingedampft, wobei ein schaumartiges braunes Produkt hinterbleibt. Durch Umfallen dieses Produkts aus wäßrigem Methanol durch Zugabe von Isopropanol wird das Dinatriumsalz von 7-D-Mandelamido-3-(1-carboxymethylthioäthyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure-3,5-Hydrat erhalten.

CHN

ber.: 37,43 4,03 12,47

gef.: 37,93 3,55 12,25

L 809810/0876 -J

Beispiel 2 Ein Gemisch von 5,22 g (10,0 mMol) 7-(D-oc-tert.-Butoxycarbonylamino-4-hydroxyphenylacetamido)-cephalosporansäure und einem Überschuß (15»0 mMol) von 1-Carboxymethylthioäthyltetrazol-5-thiol in 75 ml einer Phosphatpufferlösung mit einem pH-Wert von 6,4 wird mit soviel Natriumbicarbonat behandelt, bis ein pH-Wert von 6,4 eingestellt ist. Das Gemisch wird 3 Stunden auf eine Temperatur von 7O⁰C erhitzt, abgekühlt, mit verdünnter Salzsäure auf einen pH-Wert von 2 eingestellt und mit Äthylacetat extrahiert. Der Extrakt wird getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird an Kieselgel unter Verwendung eines Gemisches aus Chloroform, Isopropanol und Ameisensäure als Laufmittel chromatographiert, wobei das entsprechende tert.-Boc-Derivat als gewünschte Verbindung erhalten wird.

Dieses Derivat wird mit 25 ml Trifluoressigsäure und 25 ml 1,3-Dimethoxybenzol 2 Stunden bei einer Temperatur von 25°C gerührt. Das Gemisch wird zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird mit Diäthylather versetzt und das ausgefällte Salz gesammelt. Dieses wird in Wasser gewaschen, und die Lösung wird mit Amberlite IR-q-5 als Ionenaustauscher behandelt. Die überstehende Flüssigkeit wird lyophilisiert, wobei 7-(D-oL-Amino-4-hydroxyphenylacetamido)-3-(1-carboxymethylthioäthyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3-cephem-4~carbonsäure erhalten%4rd.

Durch entsprechende Behandlung der tert.-Boc-Derivate der DL-7-( <*—Aminophenylacetamido )-cephalosporansäure wird 7_(oc-Aminophenylacetamido)-3-(1-carboxymethylthioäthyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure erhalten.

L 809810/0876 j

Beispiel3

Ein Gemisch eines Überschusses (12,2 mMol) 1-Carboxymethy1-thioäthyltetrazol-5-thiol, 32,5 mMol Natriumbicarbonat und 8,1 mMol 7-Trifluormethylthioacetamidocephalosporansäure in 50 ml Wasser wird 5 Stunden bei einer Temperatur von 7O⁰C gerührt. Das Gemisch wird abgekühlt und über XAD-2-Harz geschickt, das anschließend mit Wasser und Methanol eluiert wird. Das Methanol-Eluat wird zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird in einer kleinen Menge Wasser gelöst und lyophilisiert. Man erhält das Dinatriumsalz der 7-Trifluormethylthioacetamido-3-(1-carboxymethylthioäthyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure.

Bei entsprechendem Einsatz von 7-^e^-Tb-i^enylacetamidocephalosporansäure wird das Dinatriumsalz der 7- ot-Thienylacetamido-3-(1-carboxymethylthioäthyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3-cephem-4—carbonsäure erhalten.

809810/0876

Claims

VOSSIU 3 · VOS3IU5 · HILTL SIEBERTSTRASSE 4 ■ βΟΟΟ MÜNCHEN ββ ■ PHONE: (Οββ) 47 4O 7β CABLE: BENZOLPATENT MÜNCHEN ■ TELEX S-9O463 VOPAT O u.Z.: M 302 (Hi/H) - 31. August 1977 Case: Berges 28 SMITHKLINE CORPORATION· Philadelphia, Pennsylvania, V.St.A. "7-Acylamino-3-(1-carboxymethylthioäthyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3-cephem-4—carbonsäure-Derivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und Arzneimittel". Priorität: 2. September 1976, V.St.A., Nr. 719 751 15 Patentansprüche

1. 7-Acylamino-3*-(1-carboxymethylthioäthyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäurederivate.

2. 7-D-Mandelamido-3-(1-carboxymethylthioäthyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure.

3· Dinatriumsalz der Säure nach Anspruch 2.

4·. 7-(D-oc -Amino-4-hydroxyphenylacetaiaido )-3-(1-carboxyme-

thylthioäthyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3-cephem-4-carbon-_L säure. 809810/0876

5· Dinatriumsalz der 7-Trifluormethylthioacetamido-3-(1-carboxymethylthioäthyltetrazolyl-5-t;hiomethyl)-3-cephem-4~carbonsäure.

6. i-Carboxymethylthioäthyltetrazol-fj-thiol.

7· Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise

a) in einer y-Acylaminocephalosporansäure die Acetoxygruppe durch Umsetzen mit 1-Carboxymethylthioäthyltetrazol-5-thiol austauscht oder
b) 7-Aminocephalosporansäure mit 1-Carboxymethylthioäthyltetrazol-5-thiol zu 7-Amino-3-(^/1-carboxymethylthioäthyltetrazolyl-5-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure umsetzt und diese Verbindung N-acyliert

sowie gegebenenfalls die erhaltene Verbindung in ein entsprechendes Derivat überführt.

8. Arzneimittel, enthaltend eine Verbindung nach Anspruch 1 bis 5 und übliche Trägerstoffe und/oder Verdünnungsmittel und/oder Hilfsstoffe.

809810/0876