DE2802049A1

DE2802049A1 - Clavulansaeure-ester und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2802049A1
Application number: DE19782802049
Authority: DE
Inventors: John Barry Harbridge
Original assignee: Beecham Group PLC
Current assignee: Beecham Group PLC
Priority date: 1977-01-19
Filing date: 1978-01-18
Publication date: 1978-07-20
Also published as: JPS5390289A; NL7800604A; FR2378035B1; GB1572912A; BE862764A; FR2378035A1

Description

Brentford, Middlesex, Grossbritannien

"Clavulansäure-ester und Verfahren zu ihrer Herstellung"

beanspruchte Priorität:

19. Januar 1977 - Grossbritannien - Nr. 2031/77

In der BE-PS 827926 ist unter anderem beschrieben, dass Clavulansäure-ester zu Clavulansäure-salzen hydrolysiert werden können; insbesondere ist der Clavulansäure-methylester für diesen Zweck sehr geeignet. Die Ausbeuten in diesen bekannten Reaktionen sind annehmbar, sie wären jedoch zu verbessern.

Es wurde nun festgestellt, dass man eine Klasse von Estern mit guter Ausbeute leicht zu Clavulansäure-salzen hydrolysieren kann, Diese Ester sind deshalb für die Isolierung von Clavulansäure-

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^S 2 8 O 2

salzen und deren Derivaten sehr geeignet.

Die Erfindung betrifft daher Verbindungen der Formel I

in der R₁ ein gegebenenfalls mit einem niederen Alkoxyrest substituierter Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, ein gegebenenfalls substituierter Phenylrest oder ein mit einem gegebenenfalls substituierten Phenylrest substituierter Alkyrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R₂ ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist oder zusammen mit dem Rest R₁ einen 5- oder 6-gliedrigen Ring bildet.

Der Ausdruck^ "gegebenenfalls substituierter Phenylrest" bedeutet einen nicht substituierten oder mit einem oder mehreren Fluor-, Chlor- oder Bromatomen, niederen Alkoxy- oder Alkoxycarbenylresten oder Nitrogruppen substituierten Phenylrest» Im allgemeinen sind diese Phenylreste mono- oder di-substituiert, bevorzugt sind mono-substituierte Phenylreste.

Der Ausdruck "nieder" bedeutet, dass der Rest bis zu 4 Kohlenstoff atome enthält.

Für R₁ in Formel I geeignet ist der Methyl-, Äthyl-, Propyl-,

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Phenyl-, p-Chlorphenyl-, p-Methoxyphenyl-, p-Nitrophenyl-, Benzyl- oder p-Chlorbenzylrest.

Für R- geeignet ist das Wasserstoffatom oder der Methylrest.

Zusammen bilden R₁ und R„ zweckmässigerweise den Tetrahydrofuranyl- oder den Tetrahydropyranylrest.

Besonders geeignete erfindungsgemässe Verbindungen sind Verbindungen der Formel II

\ °\ CH OH

(II)

in der R₃ ein gegebenenfalls mit einem Phenylrest substituierter niederer Alkylrest oder ein gegebenenfalls substituierter Phenylrest ist , wobei auch der zuerst genannte Phenylrest seinerseits noch substituiert sein kann.

Für R_ in Formel II geeignete Reste sind die für R₁ beschriebenen, insbesondere die niederen Alkylreste.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel I_f das dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein Salz der Clavulansäure mit einer Verbindung der Formel III umsetzt

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^x - ^c\ (in)

in der R₁. und R wie in Formel I definiert sind und X ein Chloroder Bromatom ist.

Diese Veresterung erfolgt im allgemeinen in einem polaren organischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid oder Tetrahydrofuran, bei einer Temperatur von -20 bis +30⁰C, z.B. bei etwa 0 bis etwa 10°C.

Zweckmässigerweise verwendet man ein Alkalimetallsalz der Clavulansäure, wie das Natrium- oder Kaliumsalz.

Häufig ist es zweckmässiger, die Veresterung mit einer Verbindung der Formel III durchzuführen, in der X das Chloratom ist. Gegebenenfalls kann man dem Gemisch einen Aktivator, wie Natriumjodid, zusetzen.

Aus dem Reaktionsgemisch kann man die gewünschten Ester in reiner Form durch herkömmliche Verfahren erhalten, z.B. durch Säulenchromatographie, wie mit Kieselgel als Trägermittel und einer Gradientenelution mit herkömmlichen gemischten Lösungsmitteln, wie Äthylacetat (polare Komponente) und Cyclohexan (nicht polare Komponente).

Der reine Ester der Formel I kann in Clavulansäure-salze von

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guter Reinheit durch sehr milde basische Hydrolyse umgewandelt werden, z.B. durch vorsichtige Zugabe von Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Calciumcarbonat oder Natriuitibicarbonat.

Als Lösungsmittel für diese Hydrolyse ist im allgemeinen Wasser am zweckmässigsten, obwohl homogene Gemische von Wasser und organischen Lösungsmitteln, wie Tetrahydrofuran, ebenfalls geeignet sind.

Die Base wird im allgemeinen mit einer solchen Geschwindigkeit zugesetzt, dass der pH-Wert des Mediums bei etwa 8 bis 9, z.B. 8,5 bis 8,9, bleibt. Der pH-Wert des Mediums wird automatisch kontrolliert, z.B. durch Verwendung eines pH-Stats (z.B. von der Firma Metro, Herisau, Schweiz).

Die Verbindungen der Formel I sind als Zwischenverbindungen bei der Herstellung von Clavulansäure-Derivaten, wie Äthern und Thioäthern, geeignet. So kann man die Ester der Formel I bei niedriger Temperatur mit Diazomethan in einem inerten Lösungmittel in Gegenwart von katalytischen Mengen von Bortrifluorid-ätherat zu dem entsprechenden Methyläther der Verbindung der Formel I umsetzen. Der Ester wird dann durch milde Hydrolyse umgewandelt.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

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- ff"

Beispiel 1 Clavulansäure-methoxymethylester

2,93 g (0/01 Mol) Clavulansäure-natriumsalz werden in 20 ml Dimethylformamid gelöst und unter Rühren und Kühlung mit 0,8 ml (0,86 g) Chlordimethyläther versetzt. Nach 2 Stunden bei Raumtemperatur wird das Dimethylformamid unter vermindertem Druck abgedampft. Der Rückstand wird in 40 ml Kthylacetat und 20 ml Cyclohexan aufgenommen und mit 7 g Kieselgel (für die Dünnschichtchromatographie) versetzt. Die unlöslichen Substanzen werden abfiltriert, mit wenig frischem Lösungsmittel gewaschen und verworfen. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck eingeengt und über eine Säule aus Kieselgel mit Äthylacetat und Cyclohexan als Eluiermittel chromatographiert. Man erhält 2 g eines farblosen Öls.

*^™=_v (Film): 1802 (ß-Lactam-C=0) , 1755 (Ester-C=0), 1695 cm"¹

NMR (CDCl₃) k i 2,3 (1H, breites s, OH), 3,02 (1H, d, J=17Hz, 6-ß-CH), 3,42 (3H, s, OCH₃), 3,47 (1H, dd, J=17Hz, 3Hz, 6-C*-CH), 4,16 (2H, d, J=6Hz, CH₀OH), 4,89 (1H, breites t, J=6Hz, CH=CH₂), 5,03 (1H, breites s, 3-CH), 5,21, 5,29 (2H, ABq, J=5,5Hz, CH₀OCH,), 5,65 (1H, d, J=3Hz, 5-CH).

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Beispiel 2 Hydrolyse von Clavulansäure- rrethoxymethylester

1OO mg Clavulansäure-methoxymethylester in 2 ml Tetrahydrofuran werden bei 22°C mit 25 ml Wasser versetzt. Der pH-Wert der Lösung wird durch Zugabe von 1 m-Lithiumhydroxidlösung in einem pH-Stat auf 8,5 bis 9 gehalten. Wird die Lithiumhydroxid-Aufnahme sehr langsam (nach etwa 10 Minuten), so wird die Lösung unter 25°C unter vermindertem Druck eingedampft. Man erhält einen weissen Feststoff, der mit Aceton behandelt und mit Äther gewaschen wird. Nach dem Trocknen unter vermindertem Druck erhält man 60 mg kristallines Clavulansäure-lithiumsalz.

Beispiel 3

Clavulansäure-p-chlorphenoxymethylester

und
Eine in Eiswasser gekühlte/gerührte Lösung von 6 g (0,02 Mol) Clavulansäure-natriumsalz-tetrahydrat in 60 ml Dimethylformamid wird mit 3,5 g (0,02 Mol) p-Chlorphenoxymethylchlorid versetzt. Nach 2 Stunden 30 Minuten bei einer Temperatur unter 10⁰C wird das Dimethylformamid unter vermindertem Druck bei Raumtemperatur (20⁰C) abgedampft. Der Sirup wird mit 200 ml Äthylacetat und 20 ml eiskaltem Wasser versetzt. Die Äthylacetatlösung wird über Natriumsulfat getrocknet und zu einem Sirup eingedampft. Der Rückstand wird über eine Kieselgelsäule mit Äthylacetat und Cyclohexan als Eluiermittel (Gradientenelution von 1:2 bis 2:1) chromatographiert. Zuerst erscheint eine geringe Menge des Clavulansäure-dien-p-chlorphenoxymethylesters, gefolgt von dem

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-Jt-

gewünschten reinen Clavulansäure-p-chlorphenoxymethylester. Ausbeute: 4,7 g (Das Produkt enthält eine sehr geringe Menge des Diens, sichtbar in der Dünnschichtchromatographie und genügend^um in dem NMR-Spektrum aufzuscheinen.)

/0 : 3400 (breit, OH), 1805 (ß-Lactam-C=0) , 1765 (Ester-C=0) , max

1695 cm"¹ (C=C) .

NMR (CDCl-)S : 1,5 (OH), 3,00 (1H, d, J=17Hz, 6-ß-CH) , 3,44 (1H, dd, J=17 und 3Hz, 6-oC-CH), 4,14 (2H, d, J=7Hz, CH₂OH), 4,77 (1H, breites t, J=7Hz, CH=CH₂), 5,02 (1H, breites s, 3-CH), 5,60 (1H, d, J=3Hz, 5-CH), 5,70, 5,77 (2H, ABq, J=7Hz, 6,89, 7,218 (4H, A^q, J=9Hz, CgH₄).

Beispiel 4 Clavulansäure-benzyloxymethylester

2,93 g Clavulansäure-natriumsalz-tetrahydrat werden in 20 ml Dimethylformamid gelöst. Die entstandene trübe Lösung wird filtriert. Die klare gelbe Lösung wird mit Eis abgekühlt, gerührt und mit 1,57 g Benzylchlormethyläther tropfenweise versetzt. (Der Benzylchlormethyläther wird gemäss Graham und McQuillin in "J.Chem.Soc." 1963, Seite 4634 hergestellt.) Das Gemisch wird 2 Stunden 30 Minuten gerührt und gekühlt, dann zu einem orangefarbenen öl eingedampft. Dieses öl wird einige Male mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten Äthylacetatextrakte werden zu einem gelben öl eingedampft.

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γ-

Die Analyse des Öls durch Dünnschichtchromatographie (auf Kieselgelplatten mit Methylacetat/A'thylacetat/Methylcyclopentan im Verhältnis 1:1:2 und Permanganat-Spray zum Sichtbarmachen) zeigt 2 Zonen bei R_f 0,21 und 0,55 von etwa gleicher Intensität. Das öl wird über eine Kieselgelsäule mit einem Gemisch von Äthylacetat und Cyclohexan im Verhältnis von 1:1 chromatographiert. Die abfliessenden Fraktionen werden dünnschichtchromatographisch analysiert. Die langsamere Fraktion ist frei von Verunreinigungen. Nach dem Eindampfen erhält man 0,7 g eines fast farblosen Öls.

NMR (CDCl₃) S ι 2,08 (1H, breites s) , 3,02 (1H, d, J=16Hz), 3,38 (1H, dd, J=16Hz, J'=3Hz), 4,15 (2H, d, J=7Hz), 4,64 (2H, s), 4,87 (ΐΉ, breites t, J=7Hz), 4,99 (1H, breites s), 5,34 (2H, s), 5,58 (1H, d, J=2Hz), 7,25 (5H, breites s).

Beispiel 5 Clavulansäure-p-nitrobenzyloxymethylester

2,93 g Clavulansäure-natriumsalz-tetrahydrat werden in 20 ml Dimethylformamid gelöst. Die entstandene trübe Lösung wird filtriert. Die klare gelbe Lösung wird mit Eis gekühlt, gerührt und mit 2,02 g Chlormethyl-p-nitrobenzylather tropfenweise versetzt. (Dieser Äther wird gemäss D.N. Kursanov und P.A. Solodkov in "J.Applied Chem.^H(UdSSR), Band 16, Seiten 351 bis 355 (1943) hergestellte) Das Gemisch wird 2 Stunden gerührt, der Forschritt der Reaktion wird mit Dünnschichtchromatographie (auf Kieselgel-

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-yi-

platten mit Methylacetat/Xthylacetat/Methylcyclopentan im Verhältnis 1:1:2 als Eluiermittel) verfolgt. Am Ende dieser Zeit erhält man als Hauptprodukt Clavulansäure-p-nitrobenzyloxymethylester mit einem R_f-Wert von 0,18 und eine geringe Menge des Ätheresters mit einem R_f-Wert von 0,35. Das Lösungsmittel wird abgedampft, das Rohprodukt wird durch Säulenchromatographie über Kieselgel und Cyclohexan/Äthylacetat im Verhältnis 5:4 als Eluiermittel gereinigt. Die entsprechenden Fraktionen werden eingedampft, man erhält zuerst ein gelbes Öl, das später kristallisiert.

Röntgendiffraktogramm (CuK-Strahlung) Reflektionen bei 2Θ :

9,7, 11,65, 14,0, 15,6, 16,6, 18,0, 19,55, 20,4, 21,1, 22,8, 23,5, 24,75, 26,03 28,05, 29,95.

NMR (CDCl₃)S : 1,85 (1H, breites s) , 3,01 (1H, d, J=16Hz), 3,42 (1H, dd, J=16Hz, 3Hz), 4,14 (2H, d, J=7Hz), 4,73 (2H, s), 4,85 (1H, breites t, J=7Hz) , 4,97 (1H, s) , 5,39 (2H, s) , 5,59 (1H, d, J=3Hz), 7,75 (4H, dd, J=62Hz, 8Hz).

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Claims

Patentansprüche

1j/ Verbindungen der Formel I

in der R₁ ein gegebenenfalls mit einem niederen Alkoxyrest substituierter Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen/ ein gegebenenfalls substituierter Phenylrest oder ein mit eineir gegebenenfalls substituierten PhenyliBst substituierter Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen/ R„ ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist oder zusammen mit dem Rest R₁ einen 5- oder 6-gliedrigen Ring bildet.
2. Verbindungen nach Anspruch 1, Formel I, in der R₁ der Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Phenyl-, p-Chlorphenyl-, p-Methoxyphenyl-, p-Nitrophenyl-, Benzyl- oder p-Chlorbenzylrest ist.
3. Verbindungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass R₂ das Wasserstoffatom oder der Methylrest ist.
4. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R₁ und R_ zusammen einen Tetrahydrofuranyl- oder Tetrahydropyranylrest bilden.
5. Verbindungen nach Anspruch 1 der Formel II IN

80S 829/1012 ORIGIN.*«- iN

(H)

y—

Δ ύ Ο

in der R, ein gegebenenfalls mit einem Phenylrest substituierter niederer Alkylrest oder ein gegebenenfalls substituierter

Phenylrest ist, wobei auch der zuerst genannte Phenylrest seinerseits noch substituiert sein kann.
6. Verbindungen nach Anspruch 1 und 5, Formal II, in der R ein niederer Alkylrest ist.
7. Verbindungen nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass R, der Methylrest ist.
8. Verbindungen nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass R~ der Äthylrest ist.
9. Verbindungen nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass R, der Propylrest ist.
10. Verbindungen nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass R, der Benzylrest ist.
11. Verbindungen nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass R₃ der p-Nitrobenzylrest ist.
12. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch

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1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Salz der Clavulansäure mit einer Verbindung der Formel III umsetzt

^N0R

in der R₁ und R_ nach Anspruch 1 definiert sind und X ein Chlor- oder Bromatom ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man das Clavulansäure-natriumsalz oder -kaliumsalz verwendet

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