Die Erfindung betrifft Penicillansäure-1,!-dioxide und deren in vivo
leicht hydrolysierbare Ester, welche als antibakterielle Mittel brauchbar
sind, weiterhin betrifft die Erfindung die Erhöhung der Wirksamkeit von mehreren ß-Lactam-antibiotika gegenüber zahlreichen, ß-Lactamase
bildenden Bakterien. Derivate von Penicillansäure-1,1-dioxid, deren
Carboxygruppe durch eine konventionelle Penicillincarboxyschutzgruppe geschützt ist, sind brauchbare Zwischenprodukte für Penicillansäure-1,1-dioxid.
Penicillansäure-1-oxide und bestimmte Ester hiervon sind brauchbare chemische Zwischenprodukte für Penicillansäure-1,1-dioxid
und deren Ester.
Eine der bestbekannten und weit verbreitet angewandten Klasse von antibakteriellen Mitteln sind die sogenannten ß-Lactam-antibiotika. Diese
Verbindungen zeichnen sich dadurch aus, daß sie ein Ringsystem besitzen, das aus einem 2-Azetidinonring (ß-Lactam-Ring), der entweder an einen
Thiazolidinring oder einen Dihydro-1,3-thiazinring annelliert ist, bestehen.
Wenn das Ringsystem einen Thiazolidinring enthält, werden die Verbindungen generisch üblicherweise als Penicilline bezeichnet, während
bei Vorliegen eines Dihydrothiazinrings im Ringsystem die Verbindungen als Cephalosporine bezeichnet werden. Typische Beispiele von
Penicillinen, die häufig in der klinischen Praxis eingesetzt werden, sind Benzylpenicillin (Penicillin G), Phenoxymethylpenicillin (Penicillin
V), Ampicillin und Carbenicillin; typische Beispiele von üblichen Cephalosporinen sind Cephalothin, Cephalexin und Cefazolin.
Trotz der weit verbreiteten Anwendung und der starken Aufnahme der
ß-Lactam-antibiotika als wertvolle chemotherapeutische Mittel haben
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sie den bedeutenden Nachteil, daß bestimnte Glieder hiervon nicht gegen
bestimmte Mikroorganismen aktiv sind. Es wird angenommen, daß diese Resistenz eines besonderen Mikroorganismus gegenüber einem vorgegebenen
ß-Lactam-antibiotikumin vielen Fällen daher kommt, daß der Mikroorganismus
eine ß-Lactamase bildet. Die letztgenannten Substanzen sind Enzyme,
welche den ß-Lactamring von Penicillinen und Cephalosporinen unter Bildung von Produkten öffnen, die keine antibakterielle Aktivität besitzen.
Jedoch haben bestimmte Substanzen die Fähigkeit, ß-Lactamasen zu hemmen, und wenn ein ß-Lactamaseinhibitor in Kombination mit einem Penicillin
oder Cephalosporin eingesetzt wird, kann er die antibakterielle Wirksamkeit des Penicillins oder des Cephalosporins gegenüber bestimmten
Mikroorganismen erhöhen oder fördern. Es wird angenommen, daß eine Förderung der antibakteriellen Wirksamkeit gegeben ist, wenn die antibakterielle
Aktivität einer Kombination einer ß-Lactamase inhibierenden Substanz und eines ß-Lactam-antibiotikums wesentlich größer ist als die Summe
der antibakteriellen Aktivitäten der einzelnen Komponenten.
Gemäß der Erfindung werden nun bestimmte neue chemische Verbindungen geliefert,
welche neue Glieder der Klasse von als Penicilline bekannten Antibiotika sind und die als antibakterielle Mittel vorteilhaft sind.
Insbesondere sind diese neuen Penicillinverbindungen Penicillansäure-1,1-dioxid
sowie in vivo leicht hydrolysierbare Ester hiervon.
Zusätzlich sind Penicillansäure-1,1-dioxid und ihre in vivo leicht hydrolysierbaren
Ester potente Inhibitoren für mikrobielle ß-Lactamasen. Daher betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Erhöhung der Wirksamkeit
von ß-Lactam-antibiotika unter Verwendung von Penicillansäure-1,1-dioxid
und bestimmten, leicht hydrolysierbaren Estern hiervon.
Weiter betrifft die Erfindung Derivate von Penicillansäure-1,1-dioxid,
die eine Carboxyschutzgruppe aufweisen, wobei diese Verbindungen als chemische Zwischenprodukte für Penicillansäure-1,1-dioxid brauchbar
sind.
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Ferner betrifft die Erfindung Penicillansäure-1-oxide und bestimmte
Ester hiervon als chemische Zwischenprodukte für Penicillansäure-1,I-dioxid.
1,1-Dioxide von Benzylpenicillin, Phenoxymethylpenicillin und bestimmte
Ester hiervon sind in den US-Patentschriften 3 197 466 und 3 536 698 und
in einem Aufsatz von Guddal et al. in Tetrahedron Letters, No. 9 (1962) 381 beschrieben. Harrison et al. beschrieben in Journal of the Chemical
Society (London), Perkin I, (1976) 1772 eine Vielzahl von Penicillin-1,1-dioxiden
und 1- oxiden einschließlich Methyl-phthalimidopenicillanat-1,I-dioxid,
Methyl-ö^-dibrompenicillanat-l, 1-dioxid, Methylpenicillanat-1 ofoxid,
Methylpenicillanat-lß-oxid, 6,6-Dibrompenicillansäure-lirf -oxid und
6,6-Dibrompenicillansäure-lß-oxid·
Die Erfindung betrifft neue Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel
O O SH3
(D
"'''COOR1
sowie deren pharmazeutisch annehmbare Basensalze, worin R ein Wasserstoffatom,
ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest oder eine konventionelle Penicillincarboxyschutzgruppe ist.
Unter dem Ausdruck "in vivo leicht hydrolysierbare, esterbildende Reste" sind nichttoxische Esterreste zu verstehen, welche in dem Blut und dem
Gewebe von Säugetieren bzw. Menschen leicht unter Freisetzung der entsprechenden,
freien Säure, d.h. der Verbindung der Formel I, worin R ein Wasεerstoffatom bedeutet, abgespalten werden. Typische Beispiele für
solche leicht hydrolyse erbaren, esterbildenden Reste, die den Rest R bilden
können, sind Alkanoyloxymethylreste mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen,
l-(Alkanoyloxy)-äthylreste mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen, 1-Methyl-l-(alkanoyloxy)-äthylreste
mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen, Alkoxycarbonyloxymethylreste
mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, l-(Alkoxycarbonyloxy)-äthylreste mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen, l-Methyl-l-(alkoxycarbonyloxy)-äthylreste
mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, der 3-Phthalidylrest, der 4-Crotonolactonylrest
und der f -Butyrolactoii-4-ylrest.
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Die Verbindungen der Formel I, worin R ein Wasserstoffatom oder ein
in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, sind als antibakterielle Mittel und zur Förderung der antibakteriellen Aktivität von
ß-Lactam-antibiotika geeignet. Die Verbindungen der Formel I, worin R eine Penicillincarboxyschutzgruppe darstellt, sind als chemische Zwischenprodukte
für die Verbindung der Formel I, worin R ein Wasserstoffatom oder ein vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist,
brauchbar. Typische Carboxyschutzgruppen sind die Benzylgruppe und substituierte
Benzylgruppen, z.B. die 4-Nitrobenzylgruppe.
Die Erfindung betrifft weiterhin neue Verbindungen der folgenden Formeln
CiL.
COOR
(II)
und
H, 1 4
Ί _J
N \
CIL
CH3
''' 1 COOR.
(III)
und Salze hiervon, worin R die zuvor angegebene Bedeutung besitzt. Diese
Verbindungen der Formeln II und III sind Zwischenprodukte für Verbindungen der Formel I.
Die Erfindung wird im folgenden mehr ins Einzelne gehend erläutert.
Die Erfindung betrifft neue Verbindungen der Formeln I, II und III, und
in der Beschreibung werden diese als Derivate von Penicillansäure bezeichnet, wobei diese durch folgende Strukturformel wiedergegeben wird:
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: S
o ^—ν
CiL
ClL
COOU
(IV)
In der Formel IV zeigt die Bindung eines Substituenten an das bicycliscne
Ringsystem in unterbrochener Linie, daß sich der Substiruent unterhalb
der Ebene des bicyclischen Ringsystems befindet. Ein solcher Substituent wird als in der#-Konfiguration vorliegend bezeichnet. Ini Gegensatz
dazu bedeutet eine Bindung eines Substituenten an das bicyclische Ringsystem
in ausgezogener Linie, daß der Substituent oberhalb der Ebene des Ringsystems gebunden ist. Diese letztere Konfiguration wird als ß-Konfiguration
bezeichnet.
In der Beschreibung wird weiterhin auf bestimmte Derivate von Cephalosporansäure
Bezug genommen, welche folgende Formel besitzt:
(V)
COOH
Ia der Formel V befindet sich das Wasserstoffatom bei C-6 unterhalb der Ebene
des bicyclischen Ringsystems. Die abgeleiteten Ausdrücke Desacetoxycephalo sporansäure
und S-Desacetoxymethylcephalosporansäure werden zur Bezeichnung
der Strukturen VE bzw. VII verwendet:
COOH
I" S
COOH
VII
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4-Crotonolactonyl und f-Butyrolacton-4-yl beziehen sich auf die Strukturen
VIII bzw. IX. Die wellenförmigen Linien sollen jedes der beiden
Epinieren und Mischungen hiervon bezeichnen.
Wenn R ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest in einer
Verbindung der Formel I ist, handelt es sich um eine Gruppierung, welche insbesondere von einem Alkohol der Formel R -OH abstammt, so daß
die Einheit COOR in einer solchen Verbindung der Formel I eine Estergruppierung darstellt. Darüber hinaus besitzt R solche Eigenschaften,
daß die Gruppierung COOR in vivo leicht gespalten wird, um eine freie
Carboxygruppe, COOH, freizusetzen. Dies bedeutet, daß R ein Rest des
Typs ist, daß bei der Exposition einer Verbindung der Formel I, worin R ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, gegenüber
Blut oder Gewebe von Säugetieren oder Menschen leicht die Verbindung der Formel I, worin R ein Wasserstoffatom bedeutet, gebildet wird.
Die Reste bzw. Gruppen R sind auf dem Penicillingebiet an sich bekannt. In den meisten Fällen verbessern sie die Absorptionseigenschaften der
Peniei 11inverbindung. Zusätzlich sollte der Rest R solche Eigenschaften
besitzen, daß er einer Verbindung der Formel I pharmazeutisch annehmbare
Eigenschaften verleiht und er bei der Spaltung in vivo pharmazeutisch
annehmbare Bruchstücke freisetzt.
Wie bereits zuvor beschrieben sind die Reste R an sich bekannt und sie
1 (innen leicht durch den Fachmann auf dem Penicillingebiet identifiziert
wenden. Hierzu wird auf die deutsche Offenlegungsschrift 2 517 316 verwiesen.
Typische Reste für R sind der 3-Phthai idyl-, A-Crotonolactonyl-,
Y"-Butyrolacton-4-ylrest und Reste der folgenden Formeln
R3 0 R3 0
I " 5 ' " 5
-C-O-C-R und -C-O-C-O-R
XI
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3 4
worm R und R jaweils em Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis
Kohlenstoffatomen sind und R ein Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist. Bevorzugte Reste für R sind jedoch Alkanoyloxymethylreste mit 3 bis
Kohlenstoffatomen, l-(Alkanoyloxy)-äthylreste mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen,
1-Methyl-l-(alkanoyloxy)-äthylreste mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen, Alkoxycarbonyloxymethylreste
mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, l-(Alkoxycarbonyloxy)-äthylreste mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen, 1-Methyl-1-(alkoxycarbonyloxy)-äthylreste
mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, der 3-Phthalidyl-, 4-Crotonolactonyl-
und V-Butyrolacton-4-ylrest.
Die Verbindungen der Formel I, worin R die zuvor angegebene Bedeutung besitzt,
können durch Oxidation einer der Verbindungen der Formeln II oder III, worin R die zuvor angegebene Bedeutung besitzt, hergestellt werden.
Eine große Vielzahl von auf dem Gebiet der Oxidation von Sulfoxiden zu Sulfonen bekannten Oxidationsmitteln kann für dieses Verfahren eingesetzt
werden. Besonders geeignete Reagenzien sind jedoch Metal!permanganate wie
Alkalimetallpermanganate und Erdalkalimetallpermanganate sowie organische Peroxysäuren wie organische Peroxycarbonsäuren. Vorteilhafte Einzelreagenzien
sind Natriumpermanganat, Kaliumpermanganat, 3-Chlorperbenzoesäure und Peressigsäure.
Wenn eine Verbindung der Formel II oder III, worin R die zuvor angegebene
Bedeutung besitzt, zu der entsprechenden Verbindung der Formel I unter Verwendung
eines Metal!permanganates oxidiert wird, wird die Reaktion üblicherweise
durch Behandlung der Verbindung der Formel II oder III mit etwa 0,5 bis etwa 5 Mol-Äquivalenten des Permanganates und vorzugsweise etwa 1 Mol-Äquivalent
Permanganat in einem geeigneten Lösungsmittelsystem durchgeführt. Ein geeignetes Lösungsmittelsystem ist ein System, welches weder
mit den Ausgangsmaterialien noch mit dem Produkt in schädlicher Weise in Wechselwirkung tritt, und üblicherweise wird Wasser verwendet. Gegebenenfalls
kann ein Colösungsmittel, welches mit Wasser mischbar ist, jedoch nicht mit dem Permanganat in Wechselwirkung tritt, wie Tetrahydrofuran,
zugesetzt werden. Die Reaktion wird normalerweise bei einer Temperatur im Bereich von -20 C bis etwa 50 C und vorzugsweise bei etwa 0 C durchgeführt.
Bei etwa 0 C ist die Reaktion normalerweise innerhalb einer kurzen
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Zeitspanne, z.B. innerhalb einer Stunde, abgeschlossen. Obwohl die Reaktion
unter neutralen, basischen oder sauren Bedingungen durchgeführt werden kann, wird das Arbeiten unter im wesentlichen neutralen Bedingungen bevorzugt, um
eine Zersetzung des ß-Lactamringsystems der Verbindung der Formel I zu vermeiden.
Tatsächlich ist es oft vorteilhaft, den pH-Wert des Reaktionsmediums in der Nähe des Neutralpunktes zu puffern. Das Produkt wird nach konventionellen
Arbeitsweisen gewonnen. Jedes überschüssige Permanganat wird üblicherweise unter Verwendung von Natriunibisulfit zersetzt, und dann wird das Produkt,
falls es außer Lösung ist, durch Filtration gewonnen. Es wird von dem Mangandioxid
durch Extraktion hiervon in ein organisches Lösungsmittel und Entfernen des Lösungsmittels durch Abdampfen abgetrennt. Alternativ wird das Produkt,
falls es nicht außer Lösung am Ende der Reaktion ist, nach der üblichen Arbeitsweise der Lösungsmittelextraktion isoliert.
Wenn eine Verbindung der Formel II oder III, worin R die zuvor angegebene
Bedeutung besitzt, zu der entsprechenden Verbindung der Formel I unter Verwendung
einer organischen Peroxysäure, z.B. einer Peroxycarbonsäure, oxidiert wird, wird die Reaktion üblicherweise durch Behandlung der Verbindung
der Formel II oder III mit von etwa 1 bis 4 Mol-Äquivalenten und vorzugsweise etwa 1,2 Äquivalenten des Oxidationsmittels in einem reaktionsinerten,
organischen Lösungsmittel durchgeführt. Typische Lösungsmittel sind chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, Chloroform und 1,2-Dichloräthan,
sowie Äther wie Diäthyläther, Tetrahydrofuran und 1,2-Dimethoxyäthan.
Die Reaktion wird normalerweise bei einer Temperatur von etwa -20 C bis etwa 500C und vorzugsweise bei etwa 25 C durchgeführt. Bei etwa 25 C werden
üblicherweise Reaktionsdauern von etwa 2 bis etwa 16 Stunden angewandt. Das Produkt wird normalerweise durch Entfernung des Lösungsmittels durch Abdampfen
im Vakuum isoliert. Das Produkt kann nach konventionellen Methoden, die auf dem Fachgebiet an sich bekannt sind, gereinigt werden.
Bei der Oxidation einer Verbindung der Formel II oder III zu einer Verbindung
der Formel I unter Verwendung einer organischen Peroxysäure ist es manchmal vorteilhaft, einen Katalysator wie ein Mangansalz, z.B. Mangan(II)-acetylacetonat,
hinzuzusetzen.
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Die Verbindung der Formel I, worin R Wasserstoff ist, kann auch durch
Entfernung der Schutzgruppe R aus einer Verbindung der Formel I, worin
R eine Penicillincarboxyschutzgruppe ist, erhalten werden. In diesem Fall kann R eine beliebige Carboxyschutzgruppe sein, die konventionellerweise
auf dem Penicillingebiet zum Schutz von Carboxygruppen in der 3-Stellung verwendet wird. Die Identität der Carboxyschutzgruppe ist
nicht kritisch. Die einzigen Anforderungen an die Carboxyschutzgruppe R sind: (i) sie muß während der Oxidation der Verbindung der Formel II oder
III stabil sein und (ii) sie muß aus der Verbindung der Formel I entfernt
werden können unter Anwendung von Bedingungen, bei denen das ß-Lactam im wesentlichen intakt bleibt.Typische Beispiele, die verwendet werden können,
sind die Tetrahydropyranylgruppe, die Benzylgruppe, substituierte Benzylgruppen, z.B. 4-Nitrobenzyl , die Benzylhydrylgruppe, die 2,2,2-Trichloräthylgruppe,
die t-Butylgruppe und die Phenacylgruppe. In diesem Zusammenhang wird auf die weiteren folgenden Druckschriften verwiesen:
US-Patentschriften 3 632 850 und 3 197 466, britische Patentschrift
1 041 985, Woodward et al., Journal of the American Chemical Society, ^8_
(1966) 852; Chauvette, Journal of Organic Chemistry, 36. (1971) 1259,
Sheehan et al., Journal of Organic Chemistry, ^9_ (J 964) 2006 und
"Cephalosporin and Penicillins, Chemistry and Biology", herausgegeben von ίΐ. E.Flynn, Academic Press, Inc., 1972. Die Penicillincarboxyschutzgruppe
wird in konventioneller Weise entfernt, wobei auf die Labilität des ß-Lactamringsystems ausreichend Rücksicht genommen wird.
In gleicher Weise können Verbindungen der Formel I, worin R die zuvor
angegebene Bedeutung besitzt, durch Oxidation einer Verbindung der folgenden Formel hergestellt werden:
worin R die zuvor angegebene Bedeutung besitzt. Dies wird in exakt derselben
Weise, wie zuvor zur Oxidation einer Verbindung der Formel II oder III beschrieben, mit der Ausnahme durchgeführt, daß üblicherweise die doppelte
Menge an Oxidationsmittel verwendet wird.
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Verbindungen der Formel I, worin R ein in vivo leicht hydrolysierbarer,
esterbildender Rest ist, können direkt aus der Verbindung der Formel I, worin X ein Wasserstoffatom ist, durch Veresterung hergestellt werden.
Die gewählte, spezifische Methode hängt natürlich von der genauen Struktur des esterbildenden Restes ab, jedoch kann eine geeignete Methode von
dem Fachmann auf dem Gebiet in einfacher Weise ausgewählt werden. Falls R aus den Gruppen 3-Phthalidyl, 4-Crotonolactonyl, <T-Butyrolacton-4-yl
3 4 5 und Gruppen der Formel X und XI, worin R , R und R die zuvor angegebenen
Bedeutungen besitzen, ausgewählt wird, können die Verbindungen durch Alkylierung
der Verbindung der Formel I, worin R Wasserstoff ist, mit einen 3-Phthalidylhalogenid, einem 4-Crotonolactonylhalogenid, einem <T -Butyro-
lacton-4-ylhalogenid oder einer Verbindung der Formeln
3 3
RO RO
Q-C-O-C-R5 und Q-C-O-C-O-R5
t t
R4 R4
XII XIII
3 4 5
worin Q ein Halogenatom ist und R , R und R die zuvor angegebenen Bedeutungen
besitzen, hergestellt werden. Die Ausdrücke "Halogenid" und "Halogen" bedeuten in der Beschreibung Derivate von Chlor, Brom und Jod. Die
Reaktion wird vorteilhafterweise durch Auflösen eines Salzes der Verbindung der Formel I, worin R Wasserstoff ist, in einem geeigneten, polaren,
organischen Lösungsmittel wie N,N-Dimethylformamid und anschließende Zugabe
von etwa 1 Mol-Äquivalent des Halogenids durchgeführt. Wenn die Reaktion im
wesentlichen bis zum Abschluß vorangeschritten ist, wird das Produkt nach Standardarbeitsweisen isoliert. Oftmals reicht es aus, das Reaktionsmedium
lediglich mit einem Überschuß an Wasser zu verdünnen und dann das Produkt in ein mit Wasser nicht mischbares, organisches Lösungsmittel zu extrahieren
und dann dieses selbst durch Lösungsmittelabdampfen zu gewinnen. Üblicherweise eingesetzte Salze des Ausgangsmaterials sind Alkalimetallsalze
wie das Natrium- und Kaliumsalz, sowie tert.-Aminsalze wie Salze von Triäthylamin,
N-Äthylpiperidin, Ν,Ν-Dimethylanilin und N-Methylmorpholin. Die Reaktion
wird bei einer Temperatur im Bereich von etwa 0 C bis 100 C und üblicherweise bei etwa 25 C durchgeführt. Die erforderliche Zeit bis zum Abschluß
variiert in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Faktoren wie der
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Konzentration der Reaktionsteilnehmer und der Reaktionsfähigkeit der Reagenzien.
Bei Betrachtung der Halogenverbindungen ergibt sich, daß ein Jodid rascher als ein Bromid reagiert, welches seinerseits rascher als das Chlorid
in Reaktion tritt. Tatsächlich ist es in einigen Fällen vorteilhaft bei Verwendung
einer Chlorverbindung bis zu 1 Mol-Äquivalent eines Alkalimetalliodide
hinzuzusetzen. Dies hat den Effekt der Beschleunigung der Reaktion. Unter Berücksichtigung der zuvorgenannten Faktoren werden üblicherweise Reaktionszeiten
von etwa I bis etwa 24 Stunden angewandt.
Penicillansäure-1.x-oxid, die Verbindung der Formel II, worin R Wasserstoff
ist, kann durch Debromierung von 6,6-Dibrompenicillansäure-lOu-oxid hergestellt
werden. Die Debrominierung kann unter Anwendung einer konventionellen Hydrogenolysetechnik durchgeführt werden. So wird eine Lösung von 6,6-Dibrompenicillansäure-loC
-oxid unter einer Atmosphäre von Wasserstoff oder Wasserstoff vermischt mit einem inerten Verdünnungsmittel wie Stickstoff
oder Argon in Anwesenheit einer katalytischen Menge eines Palladium-auf-Kalziumcarbonat-katalysators
gerührt oder geschüttelt. Geeignete Lösungsmittel für diese Debrominierung sind niedere Alkanole wie Methanol, Äther
wie Tetrahydrofuran und Dioxan, niedermolekulare Ester wie Äthylacetat und Butylacetat, Wasser und Mischungen dieser Lösungsmittel. Jedoch ist die Auswahl
von Bedingungen, unter denen die Dibromverbindung löslich ist, üblich.
Die Hydrogenolyse bzw. Wasserstoffspaltung wird üblicherweise bei Zimmertemperatur
und einem Druck von etwa atmosphärischem Druck bis etwa 3,5 bar durchgeführt. Üblicherweise ist der Katalysator in einer Menge von etwa
10 Gew.-%, bezogen auf die Dibromverbindung, bis zu einer gleichen Gewichtsmenge wie die Dibromverbindung vorhanden, obwohl größere Mengen eingesetzt
werden können. Die Reaktion erfordert üblicherweise 1 Stunde, danach wird die Verbindung der Formel II, worin R Wasserstoff ist, durch einfaches
Filtrieren und anschließende Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum gewonnen.
6,6-Dibrompenicillansäure-lOt-oxid wird durch Oxidation von 6,6-Dibrompenicillansäure
mit I Äquivalent 3-Chlorperbenzoesäure in Tetrahydrofuran bei O-25°C für etwa 1 Stunde entsprechend der Arbeitsweise von Harrison et al.,
Journal of the Chemical Society (London) Perkin I (1976) 1772 hergestellt. 6,6-Dibrompenicillansäure wird nach der Methode von Clayton, Journal of
the Chemical Society (London), (C) (1969) 2123 hergestellt.
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Penicillansäure-lß-oxid, die Verbindung der Formel III, worin R Wasserstoff
ist, kann durch kontrollierte Oxidation von Penicillansäure hergestellt werden. So kann es durch Behandlung von Penicillansäure mit 1 Mol-Aquivalent
3-Chlorpenzoesäure in einem inerten Lösungsmittel bei etwa 0 C für etwa 1
Stunde hergestellt werden. Typische Lösungsmittel, die verwendet werden können, umfassen chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Chloroform und Dichlormethan,
Äther wie Diäthyläther und Tetrahydrofuran und niedermolekulare Ester wie Äthylacetat und Butylacetat. Das Produkt wird nach konventionellen Arbeitsweisen
gewonnen.
Penicillansäure wird nach der Beschreibung der britischen Patentschrift
I 072 108 hergestellt.
Verbindungen der Formel II und III, worin R ein in vivo leicht hydrolysierbarer,
esterbildender Rest ist, können direkt aus der Verbindung der Formel
II oder III, worin R Wasserstoff ist, durch Veresterung unter Anwendung von
Standardarbeitsweisen hergestellt werden. Falls R eine 3-Phthalidyl-,
4-Crotonolactonyl-, T-Butyrolacton-4-ylgruppe oder eine Gruppe der Formeln
3 4 5
X oder XI, worin R , R und R die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen, ist, können die Verbindungen durch Alkylierung der geeigneten Verbindung der
Formel II oder III, worin R Wasserstoff ist, mit einem 3-Phthalidylhalogenid,
4-Crotonolactonylhalogenid, einem f-Butyrolacton-4-ylhalogenid oder einer
Verbindung der Formel XII oder XIII hergestellt werden. Die Reaktion wird in exakt derselben Weise, wie zuvor zur Veresterung von Penicillansäure-1,1-dioxid
mit einem 3-Phthalidylhalogenid, einem 4-Crotonolactonylhalogenid,
einem f-Butyrolacton-4-ylhalogenid oder einer Verbindung der Formeln XII
oder XIII beschrieben, durchgeführt.
Alternativ können die Verbindungen der Formel II, worin R ein in vivo leicht
hydrolysiert»arer, esterbildender Rest ist, durch Oxidation des geeigneten
Esters von 6,6-Dibrompenicillansäure und anschließende Debromierung hergestellt
werden. Die Estervon 6,6-Dibrompenicillansäure werden aus 6,6-Dibrompenicillansäure
nach Standardmethoden hergestellt. Die Oxidation wird beispielsweise durch Oxidation mit 1 Mol-Äquivalent an 3-Chlorperbenzoesäure
durchgeführt, wie zuvor für die Oxidation von 6,6-Dibrompenicillansäure zu 6,6-Dibrompenicillansäure-KX-oxid beschrieben, und die Debromierung wird wie
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zuvor für die Debromierung von öjo-Dibrompenicillansäure-lvC -oxid beschrieben,
durchgeführt.
In gleicher Weise können die Verbindungen der Formel III, worin R ein in
vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, durch Oxidation des geeigneten Esters von Penicillansäure hergestellt werden. Die letztgenannten
Verbindungen werden einfach durch Veresterung von Penicillansäure unter Anwendung von Standardmethoden hergestellt. Die Oxidation wird beispielsweise
durch Oxidation mit 1 Mol-Äquivalent an 3-Chlorperbenzoesäure durchgeführt,
wie zuvor für die Oxidation von Penicillansäure zu Penicillansäure- lß-oxid beschrieben.
Die Verbindungen der Formel II, worin R eine Carboxyschutzgruppe ist,
können auf zwei Wegen erhalten werden. Sie können dadurch hergestellt werden, daß nur Penicillansäure-ltX-oxid verwendet wird und eine Carboxyschutzgruppe
hieran gebunden wird. Alternativ können sie wie folgt erhalten werden: (a) Bindung einer Carboxyschutzgruppe an 6,6-Dibrompenicillansäure;
(b) Oxidation der geschützten 6,6-Dibrompenicillansäure zu einem geschützten 6,6-Dibrompenicillansäure-loC-oxid unter Verwendung von i Mol-Äquivalent
an 3-Chlorperbenzoesäure und (c) Debromierung des geschützten 6,6-Dibrompenicillansäure-lf% -oxids durch Hydrogenolyse.
Die Verbindungen der Formel III, worin R eine Carboxyschutzgruppe ist,
können dadurch erhalten werden, daß lediglich eine Schutzgruppe an Penicillansäure-lß-oxid
gebunden wird. Alternativ können sie erhalten werden durch: (a) Bindung einer Carboxyschutzgruppe an Penicillansäure und (b)
Oxidation der geschützten Penicillansäure unter Verwendung von 1 Mol-Äquivalent an 3-Chlorperbenzoesäure, wie zuvor beschrieben.
Die Verbindungen der Formeln I, II und III, worin R Wasserstoff ist,
sind sauer und bilden mit basischen Mitteln Salze. Solche Salze liegen ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Diese Salze können nach
Standardarbeitsweisen hergestellt werden, wie durch Inkontaktbringen der sauren und der basischen Komponenten, üblicherweise in einem Mol-Verhältnis
von 1:1 in einem wässrigen, nichtwässrigen oder partiell wässrigen
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Medium, je nach Eignung. Sie werden dann durch Filtration, durch Ausfällen
mit einem Nichtlösungsmittel und anschließende Filtration, durch Abdampfen des Lösungsmittels oder im Fall von wässrigen Lösungen, durch Lyophilisieren,
je nach Eignung, gewonnen. Basische Mittel, welche in geeigneter Weise zur Salzbildung verwendet werden, gehören sowohl zu organischen als auch
anorganischen Verbindungen, und sie schließen ein: Ammoniak, organische Amine, Alkalimetall-hydroxide, -carbonate, -bicarbonate, -hydride und
-alkoxide wie auch Erdalkalimetall-hydroxide, -carbonate, -hydride und -alkoxide. Repräsentative Beispiele solcher Basen sind primäre Amine wie
n-Propylamin, n-Butylamin, Anilin, Cyclohexylamin, Benzylamin und Octylamin;
sekundäre Amine wie Diäthylamin, Morpholin, Pyrrolidin und Piperidin; tertiäre Amine wie Triäthylamin, N-Äthylpiperidin, N-Methylmorpholin
und 1,5-Diazabicyclo ,4.3.0., non-5-en, Hydroxide wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid,
Ammoniumhydroxid und Bariumhydroxid, Alkoxide wie Natriumäthoxid und Kaliumäthoxid; Hydride wie Calciumhydrid und Natriumhydrid,
Carbonate wie Kaliumcarbonat und Natriumcarbonat, Bicarbonate wie Natriumbicarbonat
und Kaliumbicarbonat und Alkalimetallsalze von langkettigen
Fettsäuren wie Natrium-2-äthylhexanoat.
Bevorzugte Salze der Verbindungen der Formell I, II und III sind Natrium-,
Kalium- und Triäthylaminsalze.
Wie bereits zuvor beschrieben, sind die Verbindungen der Formel I, worin
R ein Wasserstoffatom oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender
Rest ist, antibakterielle Mittel mit mittlerer Potenz. Die in vitro Aktivität der Verbindung der Formel I, worin R ein Wasserstoffatom
ist, kann durch Messen der minimalen Hemmkonzentration (MIC-Werte) in ug/ml
gegenüber einer Vielzahl von Mikroorganismen gezeigt werden. Die befolgte Arbeitsweise ist die von International Collaborative Study on Antibiotic
Sensitivity Testing (Ericcson and Sherris, Acta. Pathologica et Microbiologia Scandinav, Supp. 217, Sektionen A und B: 1-90 (1970) beschriebene Arbeitsweise,
wobei ein Hirn-Herz-infusionsagar (BHI agar) und eine die Impfmenge
verdoppelnde Einrichtung verwendet wird. Für ein Übernachtwachstum vorgesehene
Röhrchen werden mit dem 100-fachen zur Verwendung als Standardinoculum (20 000-10 000 Zellen in annähernd 0,002 ml werden auf der Agaroberflache
angeordnet; 20 ml von BHi-agar/Schale) verdünnt. Zwölf 2-fache
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Verdünnungen der Testverbindung werden verwendet, wobei die Anfangskonzentrationen
der Testverbindung 200 ug/ral betragen. Einzelne Kolonien werden
beim Auswerten der Platten nach 18 Stunden bei 37°C außer Acht gelassen. Die Empfänglichkeit (MIC-Wert) des Testorganismus wird als die niedrigste
Konzentration der Verbindung angenommen, die zur Herbeiführung einer
kompletten Hemmung des Wachstums, festgestellt durch das bloße Auge, in der Lage ist. Die MIC-Werte für Penicillansäure-1,1-dioxid gegenüber
verschiedenen Mikroorganismen sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt:
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TABELLE I j
Antibakterielle Aktivität in vitro von Penicillansäure-1,1-dioxid
Mikroorganisn us |
MIC C pg /ml.) |
Staphylococcus aureus |
/
100 |
Streptococcus faecalis |
>200 |
Streptococcus pyogenes |
100 |
Sscherichia coli |
50 |
Pseudoraonas aeruginosa |
200 |
Klebsiella pneumoniae |
50 |
Proteus mirabilis |
ICO |
Proteus morgani |
100 |
Salmonella typhiraurium |
50 |
Pasteurella tauitocida |
50 |
Serratia marcescens |
100 |
Enterobacter aerogenes |
25 |
Enterobacter clocae |
100 |
" Citrobacter freundii |
50 |
Providencia |
100 |
Staphylococcus epidermis |
200 |
Pseudoraonas putida |
>200 |
Hemophilus influenzae |
>50 |
Neisseria gonorrhoeae |
0.312 |
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Die Verbindungen der Formel I, worin R ein Wasserstoffatom oder ein in vivo
leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, sind als antibakterielle Mittel in vivo aktiv. Bei der Bestimmung einer solchen Aktivität werden experimentelle,
akute Infektionen in Mäusen durch intraperitoneale Inokulation der
Mäuse mit einer standardisierten Kultur des Testorganismus, suspendiert in 5 %igem Magenschleim von Schlachtschweinen erzeugt. Die Schwere der Infektion
ist standardisiert, so daß die Mäuse das I-fache bis 10-fache der LD1-
Dosis des Organismus erhalten, wobei LD. das minimale Inokulum des Organismus
ist, das zur sicheren Tötung von 100 % der infizierten, nichtbehandelten Kontrollmäuse erforderlich ist. Die Testverbindung wird bei den infizierten
Mäusen unter Anwendung eines Vielfachdosierungsmusters appliziert. Am Ende des Tests wird die Aktivität einer Verbindung dadurch abgeschätzt, daß die
Anzahl der überlebenden Tiere von den behandelten Tieren ausgezählt wird und die Aktivität der Verbindung als Prozentsatz der überlebenden Tiere angegeben
wird.
Die antibakterielle Aktivität in vitro der Verbindung der Formel I, worin
R ein Wasserstoffatom ist, macht sie als industrielles, antimikrobielles
Mittel beispielsweise bei der Wasserbehandlung, bei der Schlammkontrolle, bei der Konservierung von Anstrichmitteln und Holz wie auch für den örtlichen
Auftrag als Desinfektionsmittel geeignet. Im Fall der Verwendung dieser Verbindung für einen örtlichen Auftrag ist es oftmals vorteilhaft,
den aktiven Inhaltsstoff mit einem nichttoxischen Träger wie einem pflanzlichen oder mineralischen Öl oder einer Feuchthaltecreme zusammenzumischen.
In gleicher Weise kann die Verbindung in flüssigen Verdünnungsmitteln oder Lösungsmitteln wie Wasser, Alkanolen, Glykolen oder Mischungen hiervon aufgelöst
oder dispergiert werden. In den meisten Fällen ist die Verwendung von Konzentrationen an aktivem Inhaltsstoff von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa
10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung bzw. das Mittel, angemessen.
Die in vivo Aktivität von Verbindungen der Formel I, worin R ein Wasserstoffatom
oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, macht diese Verbindungen zur Kontrolle von bakteriellen Infektionen in Säugetieren
und Menschen bei sowohl oraler als auch parenteraler Applikation ge-
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eignet. Die Verbindungen können Anwendung bei der Kontrolle von Infektionen
finden, welche durch empfindliche Bakterien in Menschen bewirkt liurden, z.B.
durch Stämme von Neisseria gonorrhoeae hervorgerufenen Infektionen.
Hinsichtlich der therapeutischen Verwendung einer Verbindung der Forael 1
oder eines Salzes hiervon bei einem Säugetier oder insbesondere beim Menschen kann die Verbindung alleine appliziert werden, oder sie kann mit pharmazeutisch
annehmbaren Trägern oder Verdünnungsmitteln vermischt werden. Die Verbindungen können oral oder parenteral, d.h. intramuskulär, subkutan oder intraperitoneal
appliziert werden. Der Träger oder das Verdünnungsmittel wird unter Berücksichtigung
des beabsichtigten Applikationsweges ausgewählt. Beispielsweise kann für einen oralen Applikationsweg eine antibakterielle Penamverbindung
gemäß der Erfindung in Form von Tabletten, Kapseln, Lutschtabletten, Pastillen, Pulvern, Sirupprodukten, Elixieren, wässrigen Lösungen und Suspensionen
und dergl. in Übereinstimmung mit der üblichen pharmazeutischen Praxis verwendet
werden. Das Verhältnis von aktivem Inhaltsstoff zu Träger hängt natürlich von der chemischen Art, der Löslichkeit und der Stabilität des
aktiven Inhaltsstoffes wie auch von der in Betracht gezogenen Dosierung ab.
Jedoch enthalten pharmazeutische Zusammensetzungen bzw. Arzneimittel, die ein antibakterielles Mittel der Formel I enthalten, üblicherweise von etwa
20 bis 95 % an aktivem Inhaltsstoff. Im Falle von Tabletten für die orale Anwendung umfassen üblicherweise verwendete Träger Lactose, Natriuracitrat
und Salze von Phosphorsäure. Verschiedene desintegrierende Mittel wie Stärke und Gleitmittel wie Magnesiumstearat, Natriumlaurylsulfat und
Talkum werden üblicherweise in Tabletten verwendet. Für die orale Applikation in Kapselform sind brauchbare Verdünnungsmittel Lactose und PoIyäthylenglykole
mit hohem Molekulargewicht. Wenn wässrige Suspensionen für eine orale Anwendung erforderlich sind, wird der aktive Inhaltsstoff mit
emulgierenden und suspendierenden Mitteln kombiniert. Gegebenenfalls können bestimmte Süßmittel und/oder Aromastoffe zugesetzt werden. Für die
parenterale Applikation, welche die intramuskuläre, intraperitoneale, subkutane oder intravenöse Anwendung einschließt, werden üblicherweise sterile
Lösungen des aktiven Inhaltsstoffes hergestellt, und der pH-Wert der Lösungen wird in geeigneter Weise eingestellt und gepuffert. Für die intravenöse
Anwendung sollte die Gesamtkonzentration an gelösten Stoffen so eingestellt werden, daß die Präparation isotonisch gemacht wird.
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Wie zuvor beschrieben sind die antibakteriellen Mittel gemäß der Erfindung
bei Menschen gegenüber empfindlichen Organismen von Nutzen. Der verordnende Arzt bestimmt letztlich die geeignete Dosis für einen bestimmten Patienten,
und diese kann erwartungsgemäß entsprechend dem Alter, dem Gewicht und dem Ansprechen des individuellen Patienten variieren, ebenso von der Art und der
Schwere der Symptome des Patienten. Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden normalerweise oral bei Dosierungen im Bereich von etwa 10 bis etwa 200
mg pro kg Körpergewicht pro Tag eingesetzt, sowie parenteral bei Dosierungen
von etwa 10 bis etwa 400 mg pro kg Körpergewicht pro Tag. Diese Werte dienen jedoch nur der Erläuterung, und in einigen Fällen kann es erforderlich
sein, Dosismengen außerhalb dieser Grenzwerte anzuwenden.
Wie jedoch zuvor beschrieben sind die Verbindungen der Formel I, worin R
ein Wasserstoffatom oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, potente Inhibitoren für mikrobielle ß-Lactamasen und sie erhöhen
die antibakterielle Wirksamkeit von ß-Lactam-antibiotika (Penicillinen und Cephalosporinen) gegen zahlreiche Mikroorganismen, insbesondere diejenigen,
die ß-Lactamase bilden. Die Art und Weise, in welcher diese Verbindungen der Formel I die Wirksamkeit von einem ß-Lactam-antibiotikum erhöhen, kann
anhand von Experimenten abgeschätzt werden, bei denen der MIC-Wert eines
vorgegebenen Antibiotikums alleine und einer Verbindung der Formel I alleine gemessen werden. Diese MIC-Werte werden dann mit den MIC-Werten verglichen,
welche mit einer Kombination des vorgegebenen Antibiotikums und der Verbindung der Formel I erzielt werden. Wenn die antibakterielle Potenz der Kombination
signifikant größer ist, als aus den Potenzen der einzelnen Verbindungen vorhersagbar war, wird dies als eine Erhöhung der Aktivität angesehen.
Die MIC-Werte von Kombinationen werden unter Anwendung der von Barry und Sabath in "Manual of Clinical Microbiology", herausgegeben von Lenette,
Spaulding und Truant, 2. Auflage (1974) American Society for Microbiology beschriebenen Methode gemessen.
Die Ergebnisse von Experimenten, die zeigen, daß Penicillansäure-1,1-dioxid
die Wirksamkeit von Ampicillin erhöht, sind in der Tabelle II wiedergegeben. Aus der Tabelle II ist ersichtlich, daß der häufigste
MIC-Wert von Ampicillin und von Penicillansäure-1,1-dioxid gegen 19
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ampicillin-resistente Stämme von Staphylococcus aureus 200 ug/nl beträgt.
Jedoch liegen die häufigsten MIC-Werte von Ampicillin und Penicillansäure-1,1-dioxid
in Kombination bei 1,56 bzw· 3,12 ug/ml. Anders ausgedrückt
bedeutet dies, daß während Ampicillin alleine einen häufigsten MIC-Wert
von 200 ug/ml gegen die 19 Stämme von Staphylococcus aureus besitzt, sein häufigster MIC-Wert auf 1,56 lig/ml in Anwesenheit von 3,12 ug/ml
Penicillansäure-1,1-dioxid reduziert wird. Die anderen Werte der Tabelle
II zeigen eine Steigerung der antibakteriellen Wirksamkeit von Ampicillin gegenüber 26 ampicillin-resistenten Stämmen von Haemophilus influenzae,
18 ampicillin-resistenten Stämmen von Klebsiella pneumoniae und 15 Stämmen
von anaeroben Bacteroides fragilis. Die Tabellen III, IV und V zeigen
die Steigerung der antibakteriellen Potenz von Benzylpenicillin (Penicillin G), Carbenicillin (Jc-Carboxybenzylpenicillin) bzw. Cefazolin
gegenüber Stämmen von S. aureus, H. influenzae, K. pneumoniae und Bacteroides fragilis.
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Tabelle II
Einfluß von Penicillansäure-1,l-dioxid (PA-I,1-dioxid) aul die
antibakteriell Aktivität von Ampicillin
CD CD CO CO
CO OO CD
Mikroorganismus
Anzahl der Stämme
Staphylococcus aureus Haemophilus influenzae Klebsieila pneumoniae
Bacteroides fragilis '5
häufigster MIC-Wert von Ampicillin alleinc
200
200
>400
50
häufigster MIC-Wert von PA-I,1-dioxid
al Ιοί IK*
häufigste MIC-Worte von Ampicillin
und PA-I,1-dioxid in Kombination
Aiiip ί c i 11 i li
1,56
0,78
6,25
1,56
l'A-1 , I-di ox iil
3,12
3,12
6,25
0,78
IS3
OO
:ro
cn co cn
Tabelle III
Einfluß von Penicil]ansüure-1,!-dioxid (ΡΛ-1,l-dioxid) auf die
antibakterielle Aktivität von Penicillin G
O CD OO
O CD OO
Mikroorganismus
Staphylococcus aureus Haemophilus influenzae Klebsiella pneumoniae
Bacteroides fragilis
Anzahl der |
häufigster |
häufigster |
Stämme |
MIC-Wert von |
MIC-Wert von |
|
Penicillin G |
PA-I,l-dioxid |
|
al 1 eine |
al leint1 |
20 |
200 |
200 |
25 |
50 |
100 |
24 |
400 |
50 |
15 |
25 |
50 |
häufigste MIC-Worte von Penicillin G und PA-I,l-dioxid in Kombination
1 I in
3,12
0,78
25
1,56
ΓΛ-1,l-dioxid
6,25
1,56
12,5
0,39
cn co cn
Tabelle
Einfluß von Penicillansäure-1,I-dioxid (PA-I,1-dioxid) auf die
antibakterielle Aktivität von Carbenicillin
σ co oo
—.' σ co
Mikroorganismus
Anzahl der Stämme
Staphylococcus aureus
Haemophilus influenzae
Klebsiella pneumoniae
Bacteroides fragilis
häufigster MIC-Wert von Carbenicillin
a11ei nc
häufigster
MIC-Wert von PA-I,1-dioxid
al ΙοίiK1
häufigste MlC-Wortu von CarluMii e i 1 1 in
und PA-I,I-dioxid in Kombination
12,5 6,25 >400 50
Carbon iri 1 1 in
I1A-I ,1-dioxid
6,25
0,39
50
3,12
6,25 0,78 6,25 0,78
■as
OJ Cn
Tabelle V
Einfluß von Penicillansäure-1,1-dioxid (PA-I,1-dioxid) auf die
antibakterielle Aktivität von Cefazolin.
O CO OO
σ co α> co
Mikroorganismus
Anzahl der Stämme
häufigster MIC-Wert von Cefazolin alleine
häufigster MIC-Wert von PA-I,1-dioxid alleine
Staphylococcus aureus
Haemophilus influenzae
Klebsiella pneumoniae Bacteroides fragilis
0,78 25 100 200
häufigste MIC-Werte von Cefazolin
und PA-I,1-dioxid in Kombination
Cefazolin
0,2
3,12
6,25
6,25
PA-1,
|
1 -d ι ο χ i d
|
25
|
|
0
|
,20
|
25
|
|
6
|
,25
|
:r-o
-F-
■cr\
CO
cn
Die Verbindungen der Formel I, worin R ein Wasserstoffatom oder ein
in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, fördern die antibakterielle Wirksamkeit von ß-Lactam-antibiotika in vivo. Dies bedeutet,
daß sie die Menge an Antibiotikum herabsetzen, die zum Schutz von Mäusen gegenüber eine sonst lethale Einimpfung von bestimmten, ß-Lactamase
bildenden Bakterien erforderlich ist,
Die Fähigkeit von Verbindungen der Formel I, worin R ein Wasserstoffatom
oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, zur Förderung der Wirksamkeit eines ß-Lactam-antibiotikums gegenüber
ß-Lactamase bildenden Bakterien macht sie für eine Coapplikation mit ß-Lactam-antibiotika bei der Behandlung von bakteriellen Infektionen
bei Säugetieren und insbesondere beim Menschen wertvoll. Bei der Behandlung einer bakteriellen Infektion kann diese Verbindung der Formel I
mit dem ß-Lactam-antibiotikum zusammengemischt werden, und die beiden Mittel können hierdurch gleichzeitig appliziert werden. Alternativ kann
diese Verbindung der Formel I als separates Mittel während des Verlaufs einer Behandlung mit einem ß-Lactam-antibiotikum appliziert werden. In
einigen Fällen ist es vorteilhaft, bei dem Subjekt mit der Verbindung der Formel I eine Vordosierung vorzunehmen, bevor mit der Behandlung
mit einem ß-Lactam-antibiotikum begonnen wird.
Bei Verwendung von Penicillansäure-1,1-dioxid oder einem in vivo leicht
hydrolysierbaren Ester hiervon zur Förderung der Wirksamkeit eines ß-Lactamantibiotikums
wird es vorzugsweise in einer Formulierung mit üblichen, pharmazeutischen Trägern oder Verdünnungsmitteln appliziert. Die zuvor
erläuterten Methoden zur Formulierung bei der Anwendung von Penicillansäure-1 ,1-dioxid oder einem in vivo leicht hydrolysierbaren Ester hiervon
als einziges, antibakterielles Mittel können angewandt werden, wenn eine Coapplikation mit einem anderen ß-Lactam-antibiotikum beabsichtigt
ist. Eine pharmazeutische Zusammensetzung bzw. ein Arzneimittel, das einen pharmazeutisch annehmbaren Träger, ein ß-Lactam-antibiotikum und
Penicillansäure-I,1-dioxid oder einen leicht hydrolysierbaren Ester hiervon
enthält, kann normalerweise von etwa 5 bis etwa 80 % des pharmazeutisch annehmbaren Trägers in Gewicht enthalten.
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Bei der Verwendung von Penicillansäure-1,1-dioxid oder eines in vivo
leicht bydrolysierbaren Esters hiervon in Kombination mit einem anderen ß-Lactam-antibiotikum kann das Sulfon oral oder parenteral, d.h.
intramuskulär, subkutan oder intraperitoneal, appliziert werden. Obwohl der verordnende Arzt letztlich die anzuwendende Dosierung bei
einem Patienten bestimmt, liegt das Verhältnis der täglichen Dosismengen des Penicillansäure-1,1-dioxids oder des Esters hiervon und
des ß-Lactam-antibiotikums normalerweise im Bereich von etwa 1:3 bis 3:1. Weiterhin liegt bei Verwendung von Penicillansäure-1,1-dioxid
oder eines in vivo leicht hydrolysierbaren Esters hiervon in Kombination mit einem weiteren ß-Lactam-antibiotikum die tägliche, orale
Dosismenge jeder Komponente normalerweise im Bereich von etwa 10 bis etwa 200 mg pro kg Körpergewicht, und die tägliche parenterale Dosismenge
für jede Komponente beträgt normalerweise etwa 10 bis etwa 400 mg pro kg Körpergewicht. Diese Werte dienen jedoch nur der Erläuterung,
und in einigen Fällen kann es notwendig sein, Dosismengen außerhalb dieser Grenzwerte anzuwenden.
Typische ß-Lactam-antibiotika, mit denen Penicillansäure-1,1-dioxid
und dessen in vivo leicht hydrolysierbare Ester coappliziert werden können, sind:
6-(2-Phenylacetamido)-penicillansäure,
6-(2-Phenoxyacetamido)-penicillansäure,
6-(2-Phenylpropionamido)-penicillansäure, 6-(D-2-Amino-2-phenylacetamido)-penicillansäure,
6-(D-2-Amino-2-jf4-hydroxyphenyl7-acetamido)-penicillansäure,
6-(D-2-Amino-2- [1,4-cyclohexadienylJ-acetamido)-penicillansäure,
6-(l-Aminocyclohexancarboxamido)-penicillansäure, 6-(2-Carboxy-2-phenylacetamido)-penicillansäure,
6-(2-Carboxy-2- £3-thienylJ-acetamido)-penicillansäure,
6-(D-2-/4-Äthylpiperazin-2,3-dion-l-carboxamidoJ -2-phenylacetamido)-
penicillansäure,
6-(D-2- [ 4-hydroxy-1,S-naphthyridin-S-carboxamidoJ -2-phenylacetamido)-
penicillansäure,
6-(D-2-Sulfo-2-phenylacetamido)-penicillansäure, 6-(D-2-Sulfoamino-2-phenylacetamido)-penicillansäure,
6-(D-2- / Imidazolidin-2-on-l-carboxamidoJ -2-phenylacetamido)-penicillansäure,
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6-(D-/3-Methylsulfonylimidazolidin-2-on-I-carboxamidoI-2-phenylacetamido)-
penici Hans Mure,
6-( IHexahydro-IH-azepin-l-yl7-methylenamino)-penicillansäure,
Acetoxymethyl-6-(2-phenylacetamido)-penicillanat, Acetoxymethyl-6-(D-2-amino-2-phenylacetamido)-penicillanat,
Acetoxymethyl-6-(D-2-amino-2-,.4-hydroxyphenyl^'-acetamido )-penicillanat,
Pivaloyloxymethyl-6-(2-phenylacetamido)-penicillanat,
Pivaloyloxymethyl-6-(D-2-amino-2-phenyIacetamido)-penicillanat,
Pivaloyloxymethyl-6-(D-2-amino-2-|_4-hydroxyphenylj-acetaniido)-penicillanat,
l-(A'thoxycarbonyloxy)-äthyl-6-(2-phenylacetamido)-penicillanat,
l-(Äthoxycarbonyloxy)-äthyl-6-(D-2-amino-2-phenylacetamLdo)-penicillanat,
1 - (A'thoxycarbonyloxy) -äthyl-6- (D-2-amino-2-r4-hydroxyphenyl7-acetamido) -
penicillanat,
3-Phthalidyl-6-(2-phenylacetamido)-penicillanatJ
3-Phthalidyl-6-(D-2-amino-2-phenylacetamido)-penicillanat, 3-Phthalidyl-6-(D-2-amino-2-£4-hydroxyphenylj -acetamido)-penicillanat,
6-(2-Phenoxycarbonyl-2-phenylacetainido)-penicillansäure,
6-(2-Tolyloxycarbonyl-2-phenylacetamido)-penicillansäure, 6-(2-{.5-Indanyloxycarbonyl;-2-phenylacetamido)-penicillansäure,
6-(2-Phenoxycarbonyl-2-'_"3-thienyl_ -acetamido)-penicillansäure,
6-(2-Tolyloxycarbonyl-2-[3-thienyl_ -acetamido)-penicillansäure,
6-(2-r5-Indanyloxycarbonyl/-2-/_3-thienyl7-acetamido)-penicillansäure,
6- (2,2-0111^1^1-5-0X0-4^116^1-1-imidazolidinyl) -penicillansäure,
7-(2-(2-ThienylJ-acetamido)-cephalosporansäure,
7- (2-/.Ί -TetrazolylJ-acetamido-S- (2-f5-methyl-1,3,4-thiadiazolyl7-thiomethyl) -3-
desacetoxymethylcephalosporansäure,
7-(D-2-Amino—2-phenylacetamido)-desacetoxycephalosporansäure,
7-Ä--Methoxy-7-(2-£2-thienylJ-acetamido)-3-carbamoyloxymethyl-3-desacetoxy-
methylcephalosporansäure,
7-(2-Cyanoacetamido)-cephalosporansäure,
7-(D-2-Hydroxy-2-phenylacetamido)-3-(5-/J-methyltetrazolyl7-thiomethyl)-3-
desacetoxymethylcephalosporansäure,
7-(2-i.4-PyridylthioJ7-acetamido)-cephalosporansäure,
7-(D-2-Amino-2-il,4-cyclohexadienylJ-acetamido)-cephalosporansäure,
7-(D-2-Amino-2-phenylace tamido)-cephalo sporans äure
und die pharmazeutisch annehmbaren Salze hiervon.
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Wie dem Fachmann an sich bekanntj sind einige der zuvorgenannten ß-Lactamverbindungen
bei der oralen oder parenteralen Applikation wirksam, während andere nur bei Applikation auf parenteralem Weg wirksam sind. Wenn Penicillansäure-1,1-dioxid
oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester hiervon gleichzeitig, d.h. zusammengemischt, mit einem ß-Lactam-antibiotikum, das nur bei
parenteraler Appliation wirksam ist, verwendet wird, ist eine Kombinationsformulierung erforderlich, die für die parenterale Anwendung geeignet ist.
Wenn das Penicillansäure-1,1-dioxid oder der Ester hiervon gleichzeitig
(zusammengemischt) mit einem ß-Lactam-antibiotikum, das oral oder parenteral wirksam ist, gleichzeitig verwendet werden soll, können für entweder die
orale oder parenterale Applikation geeignete Kombinationen hergestellt
werden. Weiterhin ist es möglich, Präparationen des Penicillansäure-1,1-dioxids
oder des Esters hiervon oral zu applizieren, während gleichzeitig ein weiteres ß-Lactam-antibiotikum parenteral appliziert wird, ebenfalls
ist es möglich, Präparationen des Penicillansäure-1,1-dioxids oder des
Esters hiervon parenteral zu applizieren, während gleichzeitig das weitere ß-Lactam-antibiotikum oral gegeben wird.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die IR-Spektren
(Infrarotspektren) wurden an Kaliumbromidscheiben (KBr-Scheiben) oder als Nujol-Präparate gemessen, und die der Zuordnung dienenden Absorptionsbanden sind in Wellenzahlen (cm ) angegeben. Die Spektren der kernmagnetischen
Resonanz (NMR) wurden bei 60 MHz an Lösungen in Deuterochloroform (CDCl3),
Perdeuterodimethylsulfoxid (DMSO-d,) oder Deuteriumoxid (D„0) gemessen, und
die Stellungen der Spitzen sind in Teilen pro Million (ppm) abwärts von Tetramethylsilan oder Natrium-2,2-dimethyl-2-silapentan-5-sulfonat angegeben.
Die folgenden Abkürzungen für die Spitzenformen werden verwendet: s = Singulett; d = Dublett; t = Triplett; q = Quartett; m = Multiplett.
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Beispiel I Penicillansäure-·!, 1-dioxid
Zu einer Lösung von 6,51 g = 41 tnir.ol Kaliumpermanganat in 130 ml Wasser
und 4,95 ml Eisessig, abgekühlt auf etwa 5 C, wurde eine kalte (etwa 5 C)
Lösung von 4,58 g = 21 mraol des Natriumsalzes von Penicillansäure in 50 ml
Wasser hinzugegeben. Das Gemisch wurde für 20 Minuten bei etwa 5 C gerührt,
dann wurde das Kühlbad entfernt. Festes Natriumbisulfit wurde zugesetzt, bis die Farbe des Kaliumpermanganates verschwunden war, dann wurde das
Gemisch filtriert. Zu dem wässrigen Filtrat wurde die Hälfte seines Volumens an gesättigter Natriumchloridlösung hinzugegeben, dann wurde
der pH-Wert auf 1,7 eingestellt. Die saure Lösung wurde mit Äthylacetat extrahiert. Die Extrakte wurden getrocknet und dann im Vakuum eingedampft,
wobei 3,47 g des in der Überschrift genannten Produktes erhalten wurden. Die wässrige Mutterlauge wurde mit Natriumchlorid gesättigt und weiter
mit Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatlösung wurde getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei eine weitere Menge von 0,28 g des Produktes
erhalten wurden. Die Gesamtausbeute betrug daher 3,75 g (Ausbeute 78 "Z),
Das NMR-Spektrum (DMSO-d,) des Produktes zeigte Absorptionen bei 1,40
(s,3H), 1,50 (s,3H), 3,13 (d von d's, IH, Jj = 16 Hz, J2 = 2 Hz), 3,63
(d von d's, IH, Jj = 16 Hz, J2 = 4Hz), 4,22 (s, IH) und 5,03 (d von d's,
IH, J1 = 4 Hz, J2 = 2 Hz) ppm.
Beispiel 2 Benzylpenicillanat-l,1-dioxid
Zu einer gerührten Lösung von 6,85 g = 24 mmol Benzylpenicillanat in 75 ml
von an Äthanol freiem Chloroform unter Stickstoff in einem Eisbad wurden
in zwei Portionen, mehrere Minuten voneinander getrennt, 4,78 g 85 % reine 3-Chlorperbenzoesäure hinzugegeben. Das Rühren wurde für 30 Minuten
in dem Eisbad und dann für 45 Minuten ohne äußere Kühlung fortgeführt. Das Reaktionsgemisch wurde mit wässrigem Alkali (pH = 8,5) und anschließend
mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, dann wurde es getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei 7,05 g Rückstand erhalten wurden. Die
Prüfung des Rückstandes zeigte, daß er ein 5,5:1-Gemisch von Benzylpenicillanat—
1 -oxid und Benzylpenicillanat-l, 1-dioxid war.
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Zu einer gerührten Lösung von 4,85 g des zuvor erhaltenen 5,5:1 Sulfoxid-Sulfon-gemisches
in 50 ml von Äthanol freiem Chloroform unter Stickstoff wurden 3,2 g 85 IS reine 3-Chlorperbenzoesäure bei Zimmertemperatur zugesetzt.
Das Reaktionsgemisch wurde für 2,5 Stunden gerührt, dann wurde es mit Äthylacetat verdünnt. Das erhaltene Gemisch wurde zu Wasser bei pH =
8,0 hinzugegeben, dann wurden die Schichten getrennt. Die organische Phase wurde mit Wasser bei pH = 8,0 und anschließend mit gesättigter
Natriumchloridlösung gewaschen, dann wurde sie unter Verwendung von Natriumsulfat getrocknet. Das Abdampfen des Lösungsmittels im Vakuum
ergab 3,59 g der in der Überschrift genannten Verbindung. Das XMR-Speic trum
des Produktes (in CDCl-) zeigte Absorptionen bei:
1,28 (s, 3H), 1,58 (s,3H), 3,42 (m,2H), 4,37 (s,lH), 4,55 (m, IH), 5,18
(q,2H, J = 12 Hz) und 7,36 (s,5H) ppm.
Beispiel 3
Penicillansäure-1,1-dioxid
Zu einer gerührten Lösung von 8,27 g Benzylpenicillanat-1,1-dioxid in
einem Gemisch von 40 ml Methanol und 10 ml Äthylacetat wurden langsam 10 ml Wasser und anschließend 12 g 5 % Palladium-auf-Calciumcarbonat
hinzugesetzt. Das Gemisch wurde unter einer Wasserstoffatmosphäre bei 3,7 bar für 40 Minuten geschüttelt, dann wurde es durch Diatomeenerde
(Supercel) filtriert. Der Filterkuchen wurde mit Methanol und mit wässrigem Methanol gewaschen, und die Waschflüssigkeiten wurden zu dem Filtrat
hinzugesetzt. Die vereinigte Lösung wurde im Vakuum zur Entfernung des größten Teiles der organischen Lösungsmittel eingedampft, dann wurde
der Rückstand zwischen Äthylacetat und Wasser bei einem pH-Wert von 2,8 verteilt. Die Äthylacetatschicht wurde entfernt, und die wässrige Phase
wurde weiter mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten Äthylacetatlösungen wurden mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, unter
Verwendung von Natriumsulfat getrocknet und dann im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wurde in einem 1:2-Gemisch von Äthylacetat-Äther aufgeschläimnt,
wobei 2,37 g der in der Überschrift genannten Verbindung mit einem Schmelzpunkt von 148-51°C erhalten wurden. Das Äthylacetat-Äthergemisch
wurde eingedampft, wobei weitere 2,17 g des Produktes erhalten wurden.
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Beispiel 4 Pivaloyloxymethylpenicillanat-1,1-dioxid
Zu 0,615 g = 2,41 mmol Penicillansäure-1,1-dioxid in 2 ml N,N-Dimethylformaraid
wurden 0,215 g = 2,50 mmol Diisopropyläthylamin und anschließend 0,365 ml Chlormethylpivalat hinzugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde bei
Zimmertemperatur für 24 Stunden gerührt, dann wurde es mit Äthylacetat und Wasser verdünnt. Die Äthylacetatschicht wurde abgetrennt und dreimal
mit Wasser und einmal mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen. Die Äthylacetatlösung wurde dann unter Verwendung von wasserfreiem Natriumsulfat
getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei 0,700 g des in der Überschrift genannten Produktes als Feststoff mit F. 103-4 C erhalten wurden.
Das NMR-Spektrum des Produktes (in CDCl-) zeigte Absorptionen bei:
1,27 (s, 9H), 1,47 (s, 3H)5 1,62 (s, 3H), 3,52 (m, 2H),4,47 (s, IH),
4,70 (m, IH), 5,73 (d, IH, J = 6,0 Hz) und 5,98 (d, IH, J = 6,0 Hz).
Beispiel 5
Die Arbeitsweise von Beispiel 4 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das
hier verwendete Pivaloyloxymethylchlorid durch eine äquimolare Menge von Acetoxymethylchlorid, Propionyloxymethylchlorid bzw. Hexanoyloxymethylchlorid
ersetzt wurde, wobei erhalten wurden: Acetoxymethylpenicillanat-l,1-dioxid,
Propionyloxymethylpenicillanat-l,1-dioxid bzw.
Hexanoyloxymethylpenicillanat-1,1-dioxid,
Beispiel 6 3-Phthalidylpenicillanat-l,1-dioxid
Zu 0,783 g = 3,36 mmol Penicillansäure-1,1-dioxid in 5 ml N,N-Dimethylformamid
wurden 0,47 ml Triäthylamin und anschließend 0,715 g 3-Bromphthalid
hinzugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt,
dann wurde es mit Äthylacetat und Wasser verdünnt. Der pH-Wert der wässrigen Phase wurde auf 7,0 angehoben, und die Schichten wurden vonein-
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= 41= 2824635
ander getrennt. Die Äthylacetatschicht wurde nacheinander mit Wasser und
gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, dann wurde sie unter Verwendung von Natriumsulfat getrocknet. Die Äthylacetatlösung wurde im Vakuum
eingedampft, wobei das in der Überschrift genannte Produkt als weißer Schaum zurückblieb. Das NMR-Spektrum des Produktes (in CDCl_) zeigte
Absorptionen bei:
1,47 (s, 6H), 3,43 (m, IH), 4,45 (s, IH), 4,62 (m, IH), 7,40 und 7,47
(2s's, IH) und 7,73 (m, 4H) ppm.
Bei der Wiederholung dieser Arbeitsweise mit der Ausnahme, daß das 3-Bromphthalid
durch 4-Bromcrotonolacton bzw. 4-Brom-V-butyrolacton ersetzt
wurde, wurden erhalten:
4-Crotonolactonylpenicillanat-l,1-dioxid bzw.
V-Butyrolacton^-yl-penicillanat-i, 1-dioxid.
Beispiel 7
l-(Äthoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid
Ein Gemisch von 0,654 g Penicillansäure-1,1-dioxid, 0,42 ml Triäthylamin,
0,412 g 1-Chloräthyl-äthylcarbonat, 0,300 g Natriumbromid und 3 ml N,N-Dimethylformamid
wurde bei Zimmertemperatur für 6 Tage gerührt. Dann wurde es durch Verdünnen hiervon mit Äthylacetat und Wasser aufgearbeitet, und
der pH-Wert wurde dann auf 8,5 eingestellt. Die Äthylacetatschicht wurde abgetrennt, dreimal mit Wasser und einmal mit gesättigter Natriumchloridlösung
gewaschen, dann wurde sie unter Verwendung von wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Äthylacetat wurde durch Abdampfen im Vakuum entfernt,
wobei 0,390 g der in der Überschrift genannten Verbindung als Öl zurückblieben.
Dieses Produkt wurde mit einer annähernd gleichen Menge eines gleichen
Materials aus einem vergleichbaren Versuch kombiniert. Das kombinierte Produkt wurde in Chloroform aufgelöst, und es wurde 1 ml Pyridin zugesetzt.
Das Gemisch wurde bei Zimmertemperatur über Nacht gerührt, dann wurde das Chloroform durch Abdampfen im Vakuum entfernt. Der Rückstand
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wurde zwischenÄthylacetat und Wasser bei pH = 8 verteilt. Das abgetrennte
und getrocknete Äthylacetat wurde dann im Vakuum eingedampft, wobei 150 mg
der in der Überschrift genannten Verbindung erhalten wurden (Ausbeute etwa 7 %). Das IR-Spektrum (Film) des Produktes zeigte Absorptionen bei 1805
und 1763 cm
Das NMR-Spektrum (CDCl.,) zeigte Absorptionen bei:
1,43 (m, 12H), 3,47 (m, 2H), 3,9 (q, 2H, J = 7,5 Hz), 4,37 (m, IH),
4,63 (m, IH) und 6,77 (m, IH) ppm.
Beispiel 8
Die Arbeitsweise von Beispiel 7 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das
l-Chloräthyl-äthylcarbonat durch eine äquimolare Menge des geeigneten I-
Chloralkyl-alkylcarbonates, !-(Alkanoyloxy)-äthylchlorids oder 1-Methyl-l-(alkanoyloxy)-äthylchlorids
unter Bildung der folgenden Verbindungen ersetzt
wurde:
Methoxycarbonyloxymethylpenicillanat—1,1-dioxid,
A'thoxycarbonyloxymethylpenicillanat-l,1-dioxid,
Isobutoxycarbonyloxymethylpenicillanat-l,1-dioxid,
l-(Methoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid,
l-(Butoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid,
l-(Acetoxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid,
l-(Butyryloxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid,
l-(Pivaloyloxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid,
l-(Hexanoyloxy)-Mthylpenicillanat-l,1-dioxid,
l-Methyl-l-(acetoxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid bzw.
l-Methyl-l-(isobutyryloxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid.
Beispiel 9
Die Arbeitsweise von Beispiel 4 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das
Chlorinethylpivalat durch eine äquimolare Menge von Benzylbromid bzw. 4-Nitrobenzylbromid
ersetzt wurde, um Benzylpenicillanat-1,1-dioxid bzw. 4-Nitrobenzylpenicillanat-1,1-dioxid
herzustellen.
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Beispiel 10
Penicillansäure-1-χ -oxid
Zu 1,4 g vorhydriertem 5 % Palladiuni-auf-Calciumcarbonat in 50 ml Wasser
wurde eine Lösung von 1,39 g Benzyl-6,6-dibrompenicillanat-lX-oxid in
50 ml Tetrahydrofuran gegeben. Das Gemisch wurde unter einer Wasserstoffatmosphäre
bei etwa 3,2 bar und 25 C für 1 Stunde geschüttelt, dann wurde es filtriert. Das Filtrat wurde im Vakuum zur Entfernung der Hauptmenge
des Tetrahydrofurans eingedampft, dann wurde die wässrige Phase mit Äther extrahiert. Die Ätherextrakte wurden im Vakuum eingedampft, wobei 0,5 g
Material erhalten wurden, die weitgehend Benzylpenicillanat-1 '.-oxid zu
sein schienen.
Dieses Benzylpenicillanat-1 otf—oxid wurde mit weiteren 2,0 g Benzyl-6,6-dibrompenicillanat-ΐΛ.
-oxide vereinigt und in 50 ml Tetrahydrofuran aufgelöst. Die Lösung wurde zu 4,0 g 5 % Palladium-auf-Calciumcarbonat in
50 ml Wasser hinzugegeben, und das erhaltene Gemisch wurde unter einer Wasserstoffatmosphäre bei etwa 3,2 bar und 250C über Nacht geschüttelt.
Das Gemisch wurde filtriert, und das Filtrat wurde mit Äther extrahiert. Die Extrakte wurden im Vakuum eingedampft, und der Rückstand wurde durch
Chromatographie auf Kieselerdegel unter Elution mit Chloroform gereinigt. Hierbei wurden 0,50 g Material erhalten.
Dieses Material wurde bei etwa 3,2 bar und 25°C in Wasser-Methanol (1:1)
mit 0,50 g 5 % Palladium-auf-Calciumcarbonat für 2 Stunden hydriert. Zu diesem Zeitpunkt wurden weitere 0,50 g 5 % Palladium-auf-Calciumcarbonat
zugegeben, und die Hydrierung wurde bei 3,2 bar und 25 C über Nacht fortgeführt.
Das Reaktionsgemisch wurde filtriert, mit Äther extrahiert, und die Extrakte wurden verworfen. Die zurückbleibende, wässrige Phase wurde
auf pH = 1,5 eingestellt und mit Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatextrakte
wurden über Na„S0, getrocknet und dann im Vakuum eingedampft, wobei
0,14 g Penicillansäure-1 oi--oxid erhalten wurden. Das NMR-Spektrum
(CDCl^/üMSO-d,) zeigte Absorptionen bei:
1,4 (s, 3H), 1,64 (s, 3H), 3,60 (m, 2H), 4,3 (s, IH) und 4,54 (m, IH) ppm.
Das IR-Spektrum des Produktes (KBr-Scheibe) zeigte Absorptionen bei 1795
und 1745 cm
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Beispiel 11 Penicillansäure-1 CC -oxid
Zu 1,0g vorhydriertem 5 % Palladiun-auf-Calciumcarbonat in 30 ml Wasser
wurde eine Lösung von 1,0 g 6,6-Dibrompenicillansäure-l ν-oxid hinzugegeben.
Das Gemisch wurde unter einer Wasserstoffatmosphäre bei etwa 3,2 bar und 25°C für 1 Stunde geschüttelt. Das Reaktionsgemisch wurde dann filtriert,
und das Filtrat wurde im Vakuum zur Entfernung des Methanols konzentriert. Die zurückbleibende, wässrige Phase wurde mit einem gleichen Volumen an
Wasser verdünnt, auf pH = 7 eingestellt und mit Äther· gewaschen. Die wässrige
Phase wurde dann auf pH = 2 mit verdünnter Salzsäure angesäuert und mit
Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatextrakte wurden über Na„S0, getrocknet
und im Vakuum eingedampft, wobei Penicillansäure-1 \-oxid erhalten
wurde.
Beispiel 12 Penicillansäure-1ß-oxid
Zu einer gerührten Lösung von 2,65 g = 12,7 mmol Penicillansäure in Chloroform
bei 0 C wurden 2,58 g 85 % reine 3-Chlorperbenzoesäure hinzugesetzt.
Nach 1 Stunde wurde das Reaktionsgemisch filtriert, und das Filtrat wurde im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wurde in einer kleinen Menge Chloroform
aufgelöst. Die Lösung wurde langsam eingeengt, bis eine Niederschlagsbildung begann. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Eindampfen abgebrochen, und
das Gemisch wurde mit Äther verdünnt. Der Niederschlag wurde durch Filtration entfernt, mit Äther gewaschen und getrocknet, wobei 0,615 g Penicillansäure-1
ß-oxid mit F. 140-3 C erhalten wurden. Das IR-Spektrum des Produktes
(CHCl--Lösung) zeigte Absorptionen bei 1775 und 1720 cm
Das NMR-Spektrum (CDCl^/DMSO-d,) zeigte Absorptionen bei:
1,35 (s, 3H), 1,76 (s, 3H), 3,36 (m, 2H), 4,50 (s, IH) und 5,05 (m, IH) ppm.
Aus dem NMR-Spektrum ergab sich eine etwa 90 %ige Reinheit des Produktes.
Die Untersuchung der Chloroform-Äther-Mutterlauge zeigte, daß sie weiteres
Penicillansäure-1ß-oxid und ebenfalls eine geringe Menge an Penicillansäure-IX-oxid
enthielt.
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Beispiel 13
Die Veresterung von Penicillansäure-lCX -oxid oder Penicillansäure-lß-oxid,
je nach Wunsch, mit dem erforderlichen Alkanoyloxychlorid entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 5 ergab die folgenden Verbindungen:
Acetoxymethylpenicillanat-lX-oxid,
Propionyloxymethylpenicillanat-1A -oxid,
Pivaloyoxymethylpenicillanat-1 ,"v -oxid,
Acetoxymethylpenicillanat-lß-oxid,
Propionyloxymethylpenicillanat-1ß-oxid bzw.
Pivaloyloxymethylpenicillanat-lß-oxid.
Beispiel 14
Die Reaktion von Penicillansäure-ΙΛ· -oxid oder Penicillansäure-lß-oxid
mit 3-Bromphthalid, 4-Bromcrotonolacton oder 4-Brom- Γ-butyrolacton, je
nach Wunsch, ergab die folgenden Verbindungen:
3-Phthalidylpenicillanat-l'X -oxid,
4-Crotonolactonylpenicillanat-l 'Λ-oxid,
3-Phthalidylpenicillanat-lß-oxid,
4-Crotonolactonylpenicillanat-lß-oxid bzw.
Y^Bu tyrolacton-4-yl-penicillanat-lß-oxid.
Beispiel 15
Die Reaktion von Penicillansäure-1^ -oxid oder Penicillansäure-lß-oxid,
je nach Wunsch, mit dem erforderlichen 1-Chloralkyl-alkylcarbonat oder
1—(Alkanoyloxy)-äthylchlorid entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 7 ergab die folgenden Verbindungen:
1-(Äthoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-1%-oxid,
Methoxycarbonyloxymethylpenicillanat-lOt -oxid,
Äthoxycarbonyloxymethylpenicillanat-l <%-oxid,
Isobutoxycarbonyloxymethylpenicillanat-l%-oxid,
l-(Methoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-lX-oxid,
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!-(ButoxycarbonyloxyJ-äthylpenicillanat-lλ.-oxid,
1 -(Acetoxy)-äthylpenicillanat-l X.-oxid,
l-(Butyryloxy)-äthylpenicillanat-l', -oxid,
l-(Pivaloyloxy)-äthylpenicillanat-lX-oxid,
l-CÄthoxycarbonylox^O-äthylpenicillanat-lß-oxid,
Methoxycarbonyloxymethylpenicillanat-lß-oxid,
Äthoxycarbonyloxymethylpenicillanat-lß-oxid,
Isobutoxycarbonyloxymethylpenicillanat-lß-oxid,
l-CMethoxycarbonyloxyi-äthylpenicillanat-Iß-oxid,
1-(Bu toxycarbonyloxy)-äthylpenici1lanat-1ß-ox id,
!-(AcetoxyJ-äthylpenicillanat-lß-oxid,
1-(Butyryloxy)-äthylpenicillanat-lß-oxid bzw.
l-(Pivaloyloxy)-äthylpenicillanat-lß-oxid.
Beispiel 16
Die Reaktion von Penicillansäure-1X-oxid und Penicillansäure-lß-oxid
mit Benzylbromid nach der Arbeitsweise von Beispiel 4 ergab Benzylpenicillanat-1X-oxid
bzw. Benzylpenicillanat-lß-oxid.
In gleicher Weise ergibt die Reaktion von Penicillansäure-1 X-oxid und Penicillansäure-lß-oxid mit 4-Nitrobenzylbromid nach der Arbeitsweise
von Beispiel 4 4-Nitrobenzylpenicillanat-l-X-oxid bzw. 4-Nitrobenzylpenicillanat-1ß-oxid.
Beispiel 17
Penicillansäure-l,1-dioxid
Zu 2,17 g = 10 mmol Penicillansäure-lOC-oxid in 30 ml an Äthanol freiem
Chloroform bei ca. 0°C wurden 1,73 g = 10 mml 3-Chlorperbenzoesäure hinzugesetzt.
Das Gemisch wurde für 1 Stunde bei etwa 0 C und dann für weitere 24 Stunden bei 25°C gerührt. Das filtrierte Reaktionsgemisch wurde
im Vakuum eingedampft, wobei Penicillansäure-1,1-dioxid erhalten wurde.
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Beispiel 18
Die Arbeitsweise von Beispiel 17 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß
das hierin verwendete Penicillansäure-1 X.-oxid durch die folgenden Verbindungen
ersetzt wurde:
Penicillansäure-1ß-oxid,
Acetoxymethylpenicillanat-l.X -oxid,
Propionyloxymethylpenicillanat-1 '.C -oxid,
Pivaloyoxymethylpenicillanat-l v_-oxid,
Acetoxymethylpenicillanat-1ß-oxid,
Propionyloxymethylpenicillanat-1ß-oxid,
Pivaloyloxymethylpenicillanat-1ß-oxid,
3-Phthalidylpenicillanat-l X.-oxid,
3-Phthalidylpenicillanat-lß-oxid,
l-(3.thoxycarbonyloxy)-athylpenicillanat-l;\,-oxid,
Methoxycarbonyloxymethylpenicillanat-1 -\ -oxid,
Äthoxycarbonyloxymethylpenicillanat-l '.. -oxid,
Isobutoxycarbonyloxymethylpenicillanat-l \,-oxid,
1-(Methoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-l-λ. -oxid,
1 - (Butoxycarbonyloxy) -äthylpenicillanat-1 .'',-oxid,
l-(Acetoxy)-äthylpenicillanat-l'/, -oxid, 1-(Bu tyryloxy)-äthylpenici1lanat-1 \-oxid,
l-(Pivaloyloxy)-äthylpenicillanat-l λ,-oxid,
1-(Äthoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-lß-oxid,
Methoxycarbonyloxymethylpenicillanat-lß-oxid,
Äthoxycarbonyloxymethylpenicillanat-·! ß-oxid, Isobutoxycarbonyloxymethylpenicillanat-lß-oxid,
l-(Methoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-1ß-oxid,
1-(Butoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-1ß-oxid,
1-(Acetoxy)-äthylpenicillanat-Iß-oxid,
1-(Butyryloxy)-äthylpenicillanat-1ß-oxid bzw. l-(Pivaloyloxy)-äthylpenicillanat-1ß-oxid,
wobei erhalten wurden:
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Penicillansäure-l,1-dioxid,
Acetoxymethylpenicillanat-l,1-dioxid,
Propionyloxymethylpenicillanat-l,1-dioxid,
Pivaloyloxymethylpenici1lanat-1,1-diox id,
Acetoxymethylpenicillanat-I,1-dioxid,
Propionyloxyraethylpenicillanat-l,!-dioxid,
Pivaloyloxymethylpenicillanat-1,1-dioxid,
3-Phthalidylpenicillanat-l,1-dioxid,
3-Pthhalidylpenicillanat-l,1-dioxid,
l-(Äthoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid, Methoxycarbonyloxymethylpenicillanat-l,1-dioxid,
Xthoxycarbonyloxymethylpenicillanat-l,1-dioxid,
Isobutoxycarbonyloxymethylpenicillanat-l,1-dioxid
1-(Methoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-1,I-dioxid,
l-(Butoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid,
1-(Acetoxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid,
I-(Butyryloxy)-äthylpenicillanat-I,1-dioxid, l-(Pivaloyloxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid,
l-(Äthoxycarbonyloxy)-äthylpenicitlanat-l,I-dioxid, Methoxycarbonyloxymethylpenicillanat-l,I-dioxid,
Äthoxycarbonyloxymethylpenicillanat-l,1-dioxid,
Isobutoxycarbonyloxymethylpenicillanat-1,1-dioxid,
1-(Methoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-1,1-dioxid,
l-(Butoxycarbonyloxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid,
l-(Acetoxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid, l-(Butyryloxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid bzw.
l-(Pivaloyloxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid.
Beispiel 19
Die Oxidation von Benzylpenicillanat-1 Λ,-oxid und Benzylpenicillanat-lß-oxid
mit 3-Chlorperbenzoesäure entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 17 ergibt
in jedem Fall Benzylpenicillanat-1,1-dioxid.
In gleicher Weise ergibt die Oxibtion von 4-Nitrobenzylpenicillanat-luc-oxid
und 4-Nitrobenzylpenicillanat-lß-oxid mit 3-Chlorperbenzoesäure nach der Arbeitsweise
von Beispiel 17 4-Nitrobenzylpenicillanat-l,1-dioxid.
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Beispiel 20
Penieillansäure-1,1-dioxid
Die Hydrogenolyse von 4-Nitrobenzylpenicillanat-I,1-dioxid entsprechend
der Arbeitsweise von Beispiel 3 ergibt Penicillansäure-1,1-dioxid.
Beispiel 21
Natriumpenieillanat-1,1-dioxid
Zu einer gerührten Lösung von 32,75 g = 0,14 raol Penicillansäure-1,1-dioxid
in 450 nl Äthylacetat wurde sine Lösung von 25,7 g = 0,155 mol
Natrium-2-äthylhexanoat in 200 ml Äthylacetat gegeben. Die erhaltene
Lösung wurde 1 Stunde gerührt, dann wurde ein weiterer 10 %iger Überschuß
an Natrium-2—äthylhexanoat in einem kleinen Volumen von Äthylacetat
hinzugegeben. Das Produkt begann unmittelbar auszufallen. Das Rühren wurde für 30 Minuten fortgeführt, dann wurde der Niederschlag
durch Filtration entfernt. Er wurde aufeinanderfolgend mit Äthylacetat, mit 1:1 Äthylacetat-Äther und nit Äther gewaschen. Der Feststoff
wurde dann über Phosphorpentoxid bei etwa 0,1 mm Hg während 16 Stunden
bei 25°C getrocknet, wobei 36,8 g des in der Überschrift genannten Natriumsalzes
erhalten wurden, das mit einer geringen Menge an Äthylacetat verunreinigt war. Der Äthylacetatgehalt wurde durch Erhitzen auf
100°C während 3 Stunden unter Vakuum herabgesetzt.
Das IR-Spektrum dieses Endproduktes (KBr-Scheibe) zeigte Absorptionen
bei 1786 und 1608 cm"1.
Das NMR-Spektrum (D?0) zeigte Absorptionen bei:
1,48 (s, 3H), 1,62 (s, 3H), 3,35 (d von d's, IH, Jj = 16 Hz, J2 = 2 Hz),
3,70 (d von d's, IH, J} = 16 Hz, J9 = 4 Hz), 4,25 (s, IH) und 5,03 (d von d's,
IH, Jj = 4 Hz, J2 = 2 Hz) ppm.
Das in der Überschrift genannte Natriumsalz kann ebenfalls unter Verwendung
von Aceton anstelle des Äthylacetates hergestellt werden.
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Beispiel 22 Penicillansäure-1,1-dioxid
Zu einem Gemisch von 7600 ml Wasser und 289 ml Eisessig wurden portionsweise
379,5 g Kaliumpermanganat hinzugegeben. Dieses Gemisch wurde 15
Minuten gerührt, dann wurde es auf 0 C abgekühlt. Hierzu wurde dann unter
Rühren ein Gemisch gegeben, das aus 270 g Penicillansäure, 260 ml 4 N Natriumhydroxidlösung und 2400 nl Wasser (pH 7,2) hergestellt worden
und dann auf 8 C gekühlt worden war. Die Temperatur stieg auf 151C
während dieser Zugabe an. Die Temperatur des erhaltenen Gemisches wurde
auf 5 C herabgesetzt und das Rühren wurde für 30 Minuten fortgeführt. Zu
dem Reaktionsgemisch wurden dann 142,1 g Natriumbisulfit portionsweise
während 10 Minuten hinzugegeben. Das Gemisch wurde 10 Minuten bei 10 C
gerührt, dann wurden 100 g Diatomeenerde (Supercel) zugesetzt. Nach weiterem Rühren von 5 Minuten wurde das Gemisch filtriert. Zu dem Filtrac
wurden 4,0 1 Äthylacetat zugesetzt, dann wurde der pH-Wert der wässrigen Phase auf 1,55 unter Verwendung von 6N Salzsäure erniedrigt. Die Äthylacetatschicht
wurde entfernt und mit mehreren weiteren Äthylacetatextriikten
vereinigt. Die vereinigte, organische Schicht wurde mit Wasser gewaschen, über MgSO, getrocknet und fast bis zur Trockne im Vakuum eingedampft. Die
so erhaltene Aufschlämmung wurde mit 700 ml Äther bei 10 C für 20 Minuten
gerührt, dann wurde der Feststoff durch Filtration gesammelt. Hierbei wurden 82,6 g (Ausbeute 26 %) der in der Überschrift genannten Verbindung mit
einem Schmelzpunkt von 154-155,5 C (Zers.) erhalten.
Beispiel 23 Pivaloyloxymethylpenieillanat-l,1-dioxid
Zu einer Lösung von 1,25 g Pivaloyloxymethylpenicillanat in 40 ml Chloroform,
abgekühlt auf etwa -150C, wurden 0,8 g 3-Chlorperbenzoesäure hinzugesetzt.
Das Gemisch wurde bei etwa -15°C 20 Minuten gerührt, dann wurde es sich auf Zimmertemperatur erwärmen gelassen. Die Analyse der erhaltenen
Lösung durch NMR zeigte, daß sie sowohl das 1o6 — als auch das lß-Oxid
enthielt.
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Die Chloroformlösung wurde auf eta 20 ml konzentriert, und es wurden weitere
0,8 g 3-Chlorperbenzoesäure zugesetzt. Dieses Gemisch wurde über Nacht bei
Zimmertemperatur gerührt, dann wurde das gesamte Lösungsmittel durch Eindampfen im Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde erneut in etwa 4 ml Dichlorniethan
aufgelöst, und es wurden 0,4 g 3-Chlorperbenzoesäure zugesetzt. Das
Gemisch wurde 3 Stunden gerührt, dann wurde das Lösungsmittel durch Eindampfen im Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde zwischen Äthylacetat und
Wasser bei pH = 6,0 verteilt, und es wurde Natriumbisulfit zugesetzt, bis
ein Test auf Anwesenheit von Peroxiden negativ war. Der pH-Wert der wässrigen
Phase wurde auf 8,0 erhöht, und die Schichten wurden getrennt. Die organische Schicht wurde mit Salzlösung gewaschen, unter Anwendung von wasserfreiem
Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wurde in Äther aufgelöst und durch Zugabe von Hexan erneut ausgefällt. Der erhaltene
Feststoff wurde aus Äther irnkristallisiert, wobei 0,357 g der in der
Überschrift genannten Verbindung erhalten wurden.
Das NMR-Spektrum des Produktes (CDCl3) zeigte Absorptionen bei:
1,23 (s,9H), 1,50 (s,3H), 1,67 (s, 3H), 3,28 (m, 2H), 4,45 (s, IH), 5,25 (m, IH)
und 5,78 (m, 2H) ppm.
Beispiel 24
3-Phthalidylpenicillanat-l,1-dioxid
Zu einer Lösung von 713 mg 3-Phthalidylpenicillanat in 3 ml Chloroform wurden
0,430 g 3-Chlorperbenzoesäure bei ca. 10 C hinzugegeben. Das Gemisch wurde 30 Minuten gerührt, dann wurde eine weitere Menge von 0,513 g 3-Chlorperbenzoesäure
zugesetzt. Das Gemisch wurde 4 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt, dann wurde das Lösungsmittel durch Eindampfen im Vakuum entfernt.
Der Rückstand wurde zwischen Äthylacetat und Wasser bei pH = 6,0 verteilt, und es wurde Natriumbisulfit zur Zersetzung jeder zurückgebliebenen Persäure
zugesetzt. Der pH-Wert der wässrigen Phase wurde auf 8,8 erhöht. Die Schichten wurden getrennt, und die organische Phase wurde im Vakuum
eingedampft. Dies ergab die in der Überschrift genannte Verbindung in Form eines Schaumes.
Das NMR-Spektrum (CDCl,.) zeigte Absorptionen bei:
1,62 (m, 6H), 3/3 (m, 211), 4,52 (p, IH), 5,23 (m, IH) und 7,63 (m, 5H) ppm.
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Beispiel 25
2,2,2-ΤΓΐεη1θΓ5ΐ:ηγ1ρ6ηίΓ.ϋΐ3η3ΐ:-1 ,1 -dioxid
Zu 100 mg 2,2,2-Trichloräthylpenicillanat in einem kleinen Volumen
Chloroform wurden 50 mg 3-Chlorperbenzoesäure zugegeben, und das Gemisch
wurde 30 Minuten gerührt. Die Untersuchung des Reaktionsproduktes zu diesem Zeitpunkt zeigte, daß es hauptsächlich aus dem SuIfoxid
bestand, das NMR-Spektrum (CDCl-) zeigte Absorptionen bei:
1,6 (s,3H), 1,77 (s,3H), 3,38 (m,2H), 4,65 (s,lH), 4,85 (m,2H) und 5,37
(m,IH) ppm.
Weitere 100 mg 3-Chlorperbenzoesäure wurden zugegeben, und das Gemisch
wurde über Nacht gerührt. Das Lösungsmittel wurde dann durch Abdampfen im Vakuum entfernt, und der Rückstand wurde zwischen Athylacetat und
Wasser bei pH = 6,0 verteilt. Es wurde ausreichend Natriumbisulfit zugesetzt, um die überschüssige Persäure zu zersetzen, dann wurde der pH-Wert
auf 8,5 erhöht. Die organische Phase wurde abgetrennt, mit Salzlösung gewaschen und getrocknet. Das Eindampfen im Vakuum ergab 65 ng
der in der Überschrift genannten Verbindung.
Das NMR-Spektrum (CDCIo) zeigte Absorptionen bei:
1,53 (s,3H), 1,72 (s,3H), 3,47 (m, 2H), 4,5 (s,lH), 4,6 (m,IH) und 4,8
(m,2H) ppm.
Beispiel 26 4-Nitrobenzylpenicillanat-l, 1-dioxid
Eine Lösung von 4-Nitrobenzylpenicillanat in Chloroform wurde auf etwa
15 C abgekühlt, und es wurde 1 Äquivalent 3-Chlorperbenzoesäure zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 20 Minuten gerührt. Die Untersuchung
des Reaktionsgemisches zu diesem Zeitpunkt durch kernmagnetische Resonanzspektroskopie
zeigte, daß es 4-Nitrobenzylpenicillanat-l-oxid enthielt.
Eine weitere Teilmenge von 1 Äquivalent 3-Chlorperbenzoesäure
wurde hinzugesetzt, und das Reaktionsgemisch wurde 4 Stunden gerührt.
Zu diesem Zeitpunkt wurde eine weitere Teilmenge von 1 Äquivalent 3-Chlorperbenzoesäure
hinzugegeben, und das Reaktionsgemisch wurde über Nacht
809850/0986
gerührt. Das Lösungsmittel wurde durch Abdampfen entfernt, und der Rückstand
wurde zwischen Äthylacetat und Wasser bei pH = 8,5 verteilt. Die
Athylacetatschicht wurde abgetrennt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und
eingedampft, wobei das Rohprodukt erhalten wurde. Das Rohprodukt wurde
durch Chromatographie über Kieselerdegel unter Elution mit einem 1:4-Gemisch
von Äthylacetat/Chloroform gereinigt.
Das NMR-Spektrum des Produktes (CDCl.,) zeigte Absorptionen bei:
1,35 (s, 3H), 1,58 (s, 3H), 3,45 (m, 2H), 4,42 (s, IH), 4,58 (m, IH),
5,30 (s, 2H) und 7,83 (q, 4H) ppm.
Beispiel 27
Penicillansäure-1,1-dioxid
Zu 0,54 g 4-Nitrobenzylpenicillanat-l,1-dioxid in 30 ml Methanol und 10 ml
Äthylacetat wurden 0,54 g 10 % Palladium-auf-Kohle hinzugegeben. Das Gemisch
wurde dann unter einer Wasserstoffatmosphäre bei einem Druck von etwa 3,5 bar
geschüttelt, bis die Wasserstoffaufnahme aufhörte. Das Realctionsgemisch wurde filtriert, und das Lösungsmittel wurde durch Abdampfen entfernt. Der Rückstand
wurde zwischen Äthylacetat und Wasser bei pH = 8,5 verteilt, und die Wasserschicht wurde entfernt. Es wurde frisches Äthylacetat hinzugegeben,
und der pH-Wert wurde auf 1,5 eingestellt. Die Athylacetatschicht wurde entfernt,
mit Wasser gewaschen und getrocknet, dann wurde sie in Vakuum eingedampft. Hierbei wurden 0,168 g der in der Überschrift genannten Verbindung
als kristalliner Feststoff erhalten.
Beispiel 28
Penicillansäure-1,1-dioxid
Eine gerührte Lösung von 512 mg 4-Nitrobenzylpenicillanat-l,1-dioxid in
einem Gemisch aus 5 ml Acetonitril und 5 ml Wasser wurde auf 0 C abgekühlt, dann wurde eine Lösung von 484 mg Natriumdithionit in 1,4 ml l,0N Natriumhydroxidlösung
portionsweise während mehrerer Minuten zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde für weitere 5 Minuten gerührt, dann wurde es mit Äthylacetat
und Wasser bei pH = 8,5 verdünnt. Die Athylacetatschicht wurde ent-
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fernt und im Vakuum eingedampft, wobei 300 mg des Ausgangsmaterials erhalten
wurden. Frisches Äthylacetat wurde zu der wässrigen Phase hinzugesetzt, und der pH-Wert wurde auf 1,5 eingestellt. Das Äthylacetat wurde entfernt,
getrocknet und in Vakuum eingedampft, wobei 50 mg der in der Überschrift genannten Verbindung erhalten wurden.
Beispiel 29 l-Methyl-l-(acetoxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid
Zu 2,33 g Penicillansäure-1,1-dioxid in 5 ml N,N-Dimethylformamid wurden
1,9 ml Äthyldiisopropylamin zugegeben, anschließend erfolgte die tropfenweise Zugabe von 1,37 g l-Methyl-l-(acetoxy)-äthylchlorid bei etwa 200C.
Das Gemisch wurde bei Umgebungstemperatur über Nacht gerührt, dann wurde
das Gemisch mit Äthylacetat und mit Wasser verdünnt. Die Schichten wurden getrennt, und die Äthylacetatschicht wurde mit Wasser bei pH = 9 gewaschen.
Die Äthylacetatlösung wurde dann über Na„S0, getrocknet und im Vakuum eingedampft,
wobei 1,65 g des rohen Produktes als Öl zurückblieben. Das Öl verfestigte sich beim Stehenlassen im Kühlschrank, dann wurde es aus einen
Gemisch aus Chloroform und Äther umkristallisiert, wobei ein Material mit einem Schmelzpunkt von 90-92 C erhalten wurde.
Das NMR-Spektrum des Rohproduktes (CDCI3) zeigte Absorptionen bei:
1,5 (s,3H), 1,62 (s, 3H), 1,85 (s, 3H), 1,93 (s, 3H),2,07 (s, 3H), 3,43
(m, 2H), 4,3 (s, IH) und 4,57 (m, IH) ppm.
Beispiel 30
Die Arbeitsweise von Beispiel 29 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das
l-Methyl-l-(acetoxy)-äthylchlorid durch das entsprechende 1 -Methyl-!-(alkanoyloxy)-äthylchlorid
unter Bildung der folgenden Verbindungen ersetzt wurde:
l-Methyl-l-(propionyloxy)-äthylpenicillanat-l,1-dioxid,
l-Methyl-l-CpivaloyloxyJ-äthylpenicillanat-l,I-dioxid bzw.
I-Methyl-l-(hexanoyloxy)-äthylpenicillanat-1,1-dioxid.
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Beispiel 31
Penicillansäure-1,1-dioxid
Zu einer gerührten Lösung von 1,78 g Penicillansäure in Wasser bei pH = 7,5
wurden 1,46 ml 40 %ige Peressigsäure zugesetzt, hieran schloß sich eine weitere
Zugabe von 2,94 ml 40 %iger Peressigsäure nach 30 Minuten an. Das Reaktionsgemisch
wurde 3 Tage bei Zimmertemperatur gerührt, dann wurde es mit Äthylacetat und Wasser verdünnt. Es wurde festes Natriumbisulfit zur Zersetzung
von überschüssiger Persäure zugegeben, dann wurde der pH-Wert auf 1,5 eingestellt. Die Äthylacetatschicht wurde entfernt, über Na9SO, getrocknet
und im Vakuum eingedampft. Der Rückstand bestand aus einem 3:2-Gemisch
von Penicillansäure-1,1-dioxid und Penicillansäure-l-oxid.
Beispiel 32
Pivaloyloxymethylpenicillanat-l,1-dioxid
Eine gerührte Lösung von 595 mg Pivaloyloxymethylpenicillanat-l-oxid in
5 ml Äthylacetat wurde auf etwa -15 C abgekühlt, und es wurden 5 mg Mangan(II)·
acetylacetonat hinzugegeben. Zu den so erhaltenen, dunkelbraunen Gemisch wurden während einer Zeitspanne von mehreren Minuten 0,89 ml 40 %ige Peressigsäure
in kleinen Mengen hinzugegeben. Nach 40 Minuten wurde das Kühlbad entfernt, und das Gemisch wurde bei Umgebungstemperatur für 3 Tage gerührt.
Das Gemisch wurde mit Äthylacetat und Wasser bei pH = 8,5 verdünnt, und die Äthylacetatschicht wurde entfernt, getrocknet und im Vakuum eingedampft.
Hierbei wurden 178 mg Material erhalten, das entsprechend der NMR-Spektroskopie
aus einem Gemisch von Pivaloyloxymethylpenicillanat-1,1-dioxid
und Pivaloyloxymethylpenicillanat-l-oxid bestand.
Dieses Material wurde in Äthylacetat erneut aufgelöst und unter Verwendung
von 0,9 ml Peressigsäure und 5 mg Mangan(II)-acetylacetonat, wie zuvor beschrieben,
unter Anwendung einer Reaktionsdauer von 16 Stunden weiter oxidiert.
Das Reaktionsgemisch wurde entsprechend der zuvor gegebenen Beschreibung aufgearbeitet. Hierbei wurden 186 mg Pivaloyloxymethylpenicillanat-1,1-dioxid
erhalten.
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PRÄPARATION A
6,6-Dibrompenicillansäure-l^-oxid
Die in der Überschrift genannte Verbindung wurde durch Oxidation von
6,6-Dibrompenicillansäure mit 1 Äquivalent 3-Chlorperbenzoesäure in
Tetrahydrofuran bei 0-250C während ca. 1 Stunde entsprechend der Arbeitsweise
von Harrison et al., Journal of the Chemical Society (London) Perkin I (1976) 1772 hergestellt.
PRÄPARATION B
Benzyl-o^-dibrompenicillanat
Zu einer Lösung von 54 g = 0,165 ml 6,6-Dibrompenicillansäure in 350 ml
Ν,Ν-Dimethylacetamid wurden 22,9 ml = 0,165 mol Triäthylamin hinzugegeben,
und die Lösung wurde 40 Minuten gerührt. Dann wurden 19,6 ml = 0,165 mol Benzylbromid hinzugegeben, und das erhaltene Gemisch wurde
bei Zimmertemperatur 48 Stunden gerührt. Das ausgefallene Triäthylaminhydrobromid
wurde abfiltriert, und das Filtrat wurde zu 1500 ml Eiswasser,
eingestellt auf pH = 2 , hinzugegeben. Das Gemisch wurde mit Äther extrahiert, und die Extrakte wurden nacheinander mit gesättigter Natriumbicar—
bonatlösung, Wasser und Salzlösung gewaschen. Die über MgSO, getrocknete Ätherlösung wurde im Vakuum eingedampft, wobei ein schmutzigweißer Feststoff
erhalten wurde, dieser wurde aus Isopropanol umkristallisiert. Hierbei wurden 70,0 g (Ausbeute = 95 %) der in der Überschrift genannten Verbindung
mit F. 75-76 C erhalten.
Das IR-Spektrum (KBr-Scheibe) zeigte Absorptionen bei 1795 und 1740 cm
Das NMR-Spektrum (CDCl3) zeigte Absorptionen bei:
1,53 (s, 3H), 1,58 (s, 3H),4,50 (s,lH), 5,13 (s, 2H), 5,72 (s, IH) und
7,37 (s, 5H) ppm.
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PRÄPARATION C
Benzyl-6,6-dibrompenicillanat-lx -oxid
Zu einer gerührten Lösung von 13,i g = 0,03 mol Benzyl-6,6-dibrompenicillanat
in 200 ml Dichlormethan wurde eine Lösung von 6,12 g = 0,03 mol 3-Chlorperbenzoesäure
in 100 ml Dichlormethan bei ca. 0 C zugegeben. Das Rühren wurde für 1,5 Stunden bei ca. 0 C fortgeführt, dann wurde das Reaktionsgemisch filtriert.
Das Filtrat wurde nacheinander mit 5 %iger Natriumbicarbonatlösung und Wasser gewaschen, dann wurde es über Na2SO, getrocknet. Die Entfernung
des Lösungsmittels durch Abdampfen ira Vakuum ergab 12,5 g der in der Überschrift
genannten Verbindung in Fon eines Öles. Das Öl wurde durch Verreiben
unter Äther zur Verfestigung gebracht. Die Filtration lieferte anschließend
10,5 g Benzyl-6,6-dibrompenicillanat-lJC-oxid als Feststoff.
Das IR-Spektrum (CHCl,,) zeigte Absorptionen bei 1800 und 1750 cm .
Das NMR-Spektrum des Produktes (CDCl.,) zeigte Absorptionen bei:
1,3 (s, 3H),1,5 (s, 3H), 4,5 (s, IH), 5,18 (s, 2H), 5,2 (s, IH) und 7,3 (s,5H)
ppm.
PRÄPARATION D
4-Nitrobenzylpenicillanat
Die Reaktion des Triäthylaminsalzes von Penicillansäure mit 4-Nitrobenzylbromid
entsprechend der Arbeitsweise von Präparation B ergab 4-Nitrobenzylpenicillanat.
PRÄPARATION E
Zu 403 mg Penicillansäure in 10 ml Dichlormethan wurden 25 mg Diisopropylcarbodiimid
und anschließ-end 0,19 ml 2,2,2-Trichloräthanol hinzugegeben.
Das Gemisch wurde über Nacht gerührt, dann wurde das Lösungsmittel durch Abdampfen im Vakuum entfernt. Das Rohprodukt wurde durch Säulenchromatographie
unter Verwendung von Kieselerdegel als Adsorptionsmittel und Chloro form als Eluant gereinigt.
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PRÄPARATION F 3-PhthaIidylpenieillanat
Zu einer Lösung von 506 mg Penicillansäure in 2 ml Ν,Ν-Dimethylformamid
wurden 0,476 ml Diisopropyläthylamin und anschließend 536 mg 3-Phthalidylbromid
gegeben. Das Gemisch wurde über Nacht gerührt, dann wurde es mit Äthylacetat und Wasser verdünnt. Der pH-Wert wurde auf 3,0 eingestellt,
und die Schichten wurden voneinander getrennt. Die organische Schicht wurde mit Wasser und anschließend mit Wasser bei pH = 8,0 gewaschen,
dann wurde sie unter Verwendung von wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Die getrocknete Äthylacetatlösung wurde im Vakuum eingedampft, wobei 713 mg
des in der Überschrift genannten Esters in Form eines Öles erhalten wurden.
Das NMR-Spektrum (CDCl3) zeigte Absorptionen bei:
1,62 (m, 6H), 3,3 (m, 2H), 4,52 (s, IH), 5,23 (m, IH) und 7,63 (m, 5H).
PRÄPARATION G Pivaloyloxymethylpenicillanat
Zu 3,588 g 6,6-Dibrompenicillansäure in 10 ml Ν,Ν-Dimethylformamid wurden
1,8 ml Diisopropyläthylamin und anschließend 1,40 ml Chlormethylpivalat hinzugegeben. Das Gemisch wurde über Nacht gerührt, dann wurde es mit
Äthylacetat und Wasser verdünnt. Die organische Schicht wurde entfernt und nacheinander mit Wasser bei pH = 3,0 und Wasser bei pH = 8,0 gewaschen.
Die Äthylacetatlösung wurde über Na2SO, getrocknet und dann im Vakuum eingedampft,
wobei 3,1 g Pivaloyloxymethyl-ojo-dibrompenicillanat in Form eines
bernsteinfarbenen Öles, das langsam kristallisierte, erhalten wurden.
Dieser Ester wurde in 100 ml Methanol aufgelöst, und dann wurden 3,1 g
10 % Palladium-auf-Kohle und 1,31 g Kaliumbicarbonat in 20 ml Wasser hinzugegeben.
Das Gemisch wurde unter Wasserstoff bei atmosphärischem Druck bis zum Abschluß der Wasserstoffaufnahme geschüttelt. Das Reaktionsgemisch
wurde filtriert, und das Methanol wurde durch Abdampfen im Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde zwischen Wasser und Äthylacetat bei pH =
verteilt, und dann wurde die organische Schicht entfernt. Die letztere
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wurde über Na0SO, getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei i,25 g der
in der Überschrift genannten Verbindung erhalten wurden.
Das NMR-Spektrum (CDCl.,) zeigte Absorptionen bei:
1,23 (s, 9H), 1,5 (s, 3H), 1,67 (s, 3H), 3,28 (m, 2H), 4,45 (s, IH),
5,25 (m, IH) und 5,78 (m, 2H) ppm.
PRÄPARATION H
4-^]itrobanzyl·penicil·lanat
Zu einer gerührten Lösung von 2,14 ξ Penicillansäure und 2,01 ml A'thyldiisopropylamin
in 10 ml Ν,Ν-Dimethylformamid wurden tropfenweise 2,36 g
4-Nitrobenzylbromid bei ca. 20°C hinzugegeben. Das Gemisch wurde bei umgebungstemperatur
über Nacht gerührt, dann wurde es mit Äthylacetat und Wasser verdünnt. Die Schichten wurden getrennt, und die Äthylacetatschicht
wurde mit Wasser bei pH = 2,5 und anschließend mit Wasser bei pH = 8,5 gewaschen. Die Äthylacetatlösung wurde dann über Na^SO, getrocknet und
im Vakuum eingedampft, wobei 3,36 g der in der Überschrift genannten Verbindung zurückblieben.
Das NMR-Spektrum des Produktes (in CDCl,.) zeigte Absorptionen bei:
1,45 (s, 3H), 1,68 (s, 3H), 3,32 (in, 2H), 4,50 (s, IH), 5,23 (in, IH),
5,25 (s, 2H) und ,7,85 (q, 4H) ppm.
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