DE2824535B2 - Penkillansäure-l.l-dioxide, Verfahren zu ihrer Herstellung und diese enthaltende Arzneimittel - Google Patents

Description

i— N-

COOR¹

sowie deren pharmazeutisch annehmbare Basensal- ι ϊ ze, worin R¹ ein Wasserstoffatom, einen üblichen in vivo leicht hydrolysierbaren, esterbildenden Rest oder eine übliche Penicillincarboxyschutzgruppe bedeutet

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ ein Wasserstoffatom ist

3. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise eine Verbindung der allgemeinen Formeln 2 >

— N

VS-

/■"

— N—K

CH₃
CH₃

COOR¹
CH₃

CH₃

COOR¹
CH₃

(HI)

-tu

4>

-'⁰Y-CH,

O COOR¹

oxidiert und anschließend gewünschtenfalls eine gegebenenfalls vorhandene Penicillincarboxyschutzgruppe entfernt oder, falls R¹ ein Wasserstoffatom bedeutet, gewünschtenfalls einen üblichen in vivo leicht hydrolysierten Esterrest einführt.

4. Pharmazeutische Zusammensetzung zur Behandlung von bakteriellen Infektionen in Säugetieren, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen pharmazeutisch annehmbaren Träger, eine Verbindung gemäß Anspruch 1, worin R¹ ein Wasserstoffatom oder ein üblicher, in vivo leicht hydrolysierbarer Rest ist, und ein Penicillin oder Cephalosporin enthält.

Die Erfindung betrifft Penicillansäure-1,1-dioxide, deren in vivo leicht hydrolysierbare Ester sowie solche, die eine konventionelle Penicillincarboxyschutzgruppe tragen, der im Patentanspruch 1 angegebenen allgemeinen Formel; weiterhin betrifft die Erfindung die Erhöhung der Wirksamkeit von Penicillinen oder Cephalosporinen gegenüber zahlreichen /J-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. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der genannten Penicillansäure-U-dioxide, deren in vivo leicht hydrolysierbarer Ester sowie solche, die eine konventionelle Penicillincarboxyschutzgruppe tragen, wobei das Verfahren durch die im Patentanspruch 3 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist

Eine der bestbekannten und weit verbreitet angewandten Klasse von antibakteriellen Mitteln sind die sogenannten /ϊ-Lactam-antibiotika. Diese Verbindungen zeichnen sich dadurch aus, daß sie ein Ringsystem besitzen, das aus einem 2-Azetidinonring (0-Lactam-Ring), der entweder an einen Thiazolidinring oder einen Dihydro- 1,3-thiazinring anneliiert 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 Cephalospönnen sind Cefalothin, Cefalexin und Cefazolin.

Trotz der weit verbreiteten Anwendung und der starken Aufnahme der ß-Lactam-antibiotika als wertvolle chemotherapeutische Mittel haben sie den bedeutenden Nachteil, daß bestimmte Glieder hiervon nicht gegen bestimmte Mikroorganismen aktiv sind. Es wird angenommen, daß diese Resistenz eines besonderen Mikroorganismus gegenüber einem vorgegebenen /5-Lactam-antibiotikum in vielen Fällen daher kommt, daß der Mikroorganismus eine /f-Lactamase bildet. Die letztgenannten Substanzen sind Enzyme, welche den /7-Lactamring von Penicillinen und Cephalosporinen unter Bildung von Produkten öffnen, die keine antibakterielle Aktivität besitzen. Jedoch haben bestimmte Substanzen die Fähigkeit, 0-Lactamasen zu hemmen, und wenn ein /?-Lactamaseinhibitor in Kombination mit einem Penicillin oder Cephalosporin eingesetzt wird, kann er die antibakterielle Wirksamkeit des Penicllins 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 /J-Lactamase inhibierenden Substanz und eines /?-Lactarn-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. Diese neuen Penicillinverbindungen sind Penicillansäure- 1,1 -dioxid sowie in vivo leicht hydrolysierbare Ester hiervon.

Zusätzlich sind Penicillansäure-l.l-dioxid und ihre in vivo leicht hydrolysierbaren Ester potente Inhibitoren für mikrobielle 0-Lactamasen. Daher betrifft die Erfindung auch die Erhöhung der Wirksamkeit von Penicillinen und Cephalosporinen unter Verwendung von PeniciHansäure-U-dioxid und bestimmten, leicht hydrolysierbaren Estern hiervon.

1,1-Dioxide von Benzylpenicillin, Phenoxymethylpenicillin und bestimmte Ester hiervon sind in den US-PS 3197 466 und 35 36 698 und in einem Aufsatz von Guddal et al. in Tetrahedron Letters, 9 (1962), 381 beschrieben. Harrison et al. beschrieben in Journal of the Chemical Society (London), Perkin 1,1976,1772 eine Vielzahl von Penicillin-l.l-dioxiden und 1-oxiden einschließlich Methyl-phthalimidopenicillanat-l.l-dioxid, Methyl-ö^-dibrompenicillanat-U-dioxid, Methylpenicillanat-la-oxid, MethylpeniciIlanat-10-oxid, 6,6-Dibrompenicillansäure-ia-oxid und 6,6-Dibrompenicillan- !>äure-l/?-oxid.

Typische Carboxyschutzgruppen sind die Benzylgruppe und substituierte Benzylgruppen, z. B. die 4-Nitrobenzylgruppe.

Penicillansäure wird durch folgende Strukturformel wiedergegeben:

-N-

CH,

-CH,

COOH

(IV)

In der Formel IV zeigt die Bindung eines Substituenten an das bicyclische Ringsystem in unterbrochener Linie, daß sich der Substituent unterhalb der Ebene des bicyclischen Ringsystems befindet. Ein solcher Substituent wird als in der «-Konfiguration vorliegend bezeichnet. Im Gegensatz dazu beueutet 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 ^-Konfiguration bezeichnet.

4-Crotonolactonyl und y-Butyrolacton-4-yl beziehen sich auf die Strukturen VIII bzw. IX. Die wellenförmigen Linien sollen jedes der beiden Epimeren und Mischungen hiervon bezeichnen.

(VIII)

O (IX)

Wenn R¹ ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest in einer Verbindung der allgemeinen Formel I ist, handelt es sich um eine Gruppierung, welche insbesondere von einem Alkohol der allgemeinen Formel R¹—OH abstammt, so daß die Einheit COOR¹ in einer solchen Verbindung der allgemeinen Formel I eine Estergruppierung darstellt. Darüber

hinaus besitzt R¹ solche Eigenschaften, daß die Gruppierung COOR¹ in vivo leicht gespalten wird, um eine Carboxygruppe, COOH, freizusetzen. Die Reste bzw. Gruppen R¹ sind auf dem Penicillingebiet an sich bekannt In den meisten Fällen verbessern sie die Absorptionseigenschaften der Penicillinverbindung. Zusätzlich sollte der Rest R¹ solche Eigenschaften besitzen, daß er einer Verbindung der allgemeinen Formel I pharmazeutisch annehmbare Eigenschaften verleiht und er bei der Spaltung in vivo pharmazeutisch annehmbare Bruchstücke freisetzt.

Wie bereits erwähnt, sind die Reste R¹ an sich bekannt und sie können leicht durch den Fachmann auf dem Penicillingebiet identifiziert werden. Hierzu wird auf die DE-OS 25 17 316 verwiesen. Typische Reste für R¹ sind der 3-Phthalidyl-, 4-Crotonolactonyl-, y-Butyrolacton-4-ylrest und Reste der folgenden allgemeinen Formeln

Yy und

R' O

—C —O —C—R⁵
R4

R-' O

I Il

-C-O -C — O—R⁵

worin R^J und R⁴ jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen sind und R⁵ ein Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist. Bevorzugte

r> Reste für R¹ sind jedoch Alkanoyloxymethylreste mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, l-(Alkanoyloxy)-Äthylreste mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen, 1-Methyl-!-(alkanoyloxy)-Äthylreste mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen, Alkoxycarbonyloxymethylreste mit 3 bis 6 Kohlenstoff-

4(i atomen, l-(Alkoxycarbonyloxy)-äthylreste mit 4 bis 7 Kohlenstcffatomen, 1-Methyl-l-(alkoxycarbonyloxy)-äthylreste mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, der 3-Phthalidyl-,4-Crotonolactonyl- und y-Butyroiacton-4-ylrest.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden neue

4^r> Verbindungen der folgenden allgemeinen Formeln

'---ν S ν

— N-

H.

— N

CH,

-CH,

COOR'

CH₃

-CH,

COOR¹

(H)

(III)

und Salze hiervon, worin R¹ die zuvor angegebene Bedeutung besitzt, eingesetzt. Diese Verbindungen der allgemeinen Formeln Il und III sind Zwischenprodukte

für Verbindungen der allgemeinen Formel I.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I, worin R¹ die zuvor angegebene Bedeutung besitzt, können durch Oxidation einer der Verbindungen der allgemeinen Formeln II oder III, worin R¹ die zuvor angegebene Bedeutung einschließlich einer Penicillinschutzgruppe besitzt, hergestell werden. Eine große Vielzahl von auf dem Gebiet der Oxidation von Sulfoxiden zu Sulfonen bekannten Oxidationsmitteln kann für diese«; Verfahren eingesetzt werden. Besonders geeignete Reagenzien sind jedoch Metallpennanganate wie Alkaiimetallpermanganate und Erdalkalimetallpermanganate sowie organische Peroxysäuren wie organische Peroxycarbonsäuren. Vorteilhafte Einzelreagenzien sind Natriumpermanganat, Kaliumpermanganat, 3-Chlorperbenzoesäure und Peressigsäure.

Wenn eine Verbindung der allgemeinen Formeln II und III, worin R¹ die zuvor angegebene Bedeutung besitzt, zu der entsprechenden Verbindung der allgemeinen Formel I unter Verwendung eines Metallpermanganates oxidiert wird, wird die Reaktion üblicherweise durch Behandlung der Verbindung der allgemeinen Formeln II oder III mit etwa 0,5 bis etwa 5 Mol-Äquivalenten des Permanganates und vorzugsweise etwa I 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; üblicherweise wird Wasser verwendet. Gegebenenfalls kann ein Kolösungsmittel, 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 0⁰C ist die Reaktion normalerweise innerhalb einer kurzen 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 /J-Lactamringsystems der Verbindung der allgemeinen Formel I zu vermeiden. Das Produkt wird nach konventionellen Arbeitsweisen gewonnen. Jedes überschüssige Permanganat wird üblicherweise unter Verwendung von Natriumbisulfit zersetzt, und dann wird das Produkt, falls es ungelöst 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 ungelöst am Ende der Reaktion ist, nach der üblichen Arbeitsweise der Lösungsmittelextraktion isoliert.

Wenn eine Verbindung der allgemeinen Formeln II oder III, worin R¹ die zuvor angegebene Bedeutung besitzt, zu der entsprechenden Verbindung der allgemeinen Formel I unter Verwendung einer organischen Peroxysäure, z. B. einer Peroxycarbonsäure, oxidiert wird, wird die Reaktion üblicherweise durch Behandlung der Verbindung der allgemeinen Formeln II oder HI 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 -20⁰C bis etwa 50⁰C und vorzugsweise bei etwa 25° C durchgeführt. Bei etwa 25° C werden üblicherweise Reaktionszeiten 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.

ίο Bei der Oxidation einer Verbindung der allgemeinen Formeln II oder III zu einer Verbindung der allgemeinen Formel I unter Verwendung einer organischen Peroxysäure ist es manchmal vorteilhaft, einen Katalysator wie ein Mangansalz, z. B. Mangan(II)-acetylacetonat, hinzuzusetzen.

Die Verbindung der allgemeinen Formel I, worin R¹ Wasserstoff ist, kann auch durch Entfernung der Schutzgruppe R¹ aus einer Verbindung der allgemeinen Formel I, worin R¹ eine Penicillincarboxyschutzgrappe ist, erhalten werden. In diesem Fall kann R¹ 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 R¹ sind: (i) sie muß während der Oxidation der Verbindung der allgemeinen Formeln H oder III stabil sein und (ii) sie muß aus der Verbindung der allgemeinen Formel I entfernt werden können unter Anwendung

jo von Bedingungen, bei denen das /?-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-PS 36 32 850 und 31 97 466, GB-PS 10 41 985, Woodward et al. Journal of the American Chemical Society, 88 (1966), 852; Chauvette, Journal of Organic Chemistry, 36 (1971), 1259, Sheehan et al. Journal of Organic Chemistry, 29 (1964), 2006, und »Cephalosporin and Penicillins, Chemistry and Biology«, herausgegeben von H. E. Flynn, Academic Press, Inc., 1972. Die Penicillincarboxyschutzgruppe wird in konventioneller Weise entfernt, wobei auf die Labilität des 0-Lactamringsystems ausreichend Rücksicht genommen wird.

In gleicher Weise können Verbindungen der allgemeinen Formel 1, worin R¹ die zuvor angegebene

so Bedeutung besitzt, durch Oxidation einer Verbindung der folgenden allgemeinen Formel hergestellt werden:

— N-

CH₃
CH₃
COOR¹

worin R¹ die zuvor angegebene Bedeutung besitzt. Dies wird in exakt derselben Weise, wie zuvor zur Oxidation einer Verbindung der allgemeinen Formeln II oder III beschrieben, mit der Ausnehme durchgeführt, daß üblicherweise die doppelte Menge an Oxidationsmittel verwendet wird.

Verbindungen der allgemeinen Formel I, worin R¹ ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, können direkt aus der Verbindung der allgemeinen Formel I, worin R¹ 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 R¹ aus den Gruppen 3-PhthalidyI, 4-CrotonolactonyI, y-butyrolacton-4-yl und Gruppen der allgemeinen Formeln X und IX, worin R', R⁴ und R⁵ die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen, ausgewählt wird, können die Verbindungen durch Alkylierung der Verbindung der allgemenien Formel I, worin R¹ Wasserstoff ist, mit einem 3-Phthalidylhalogenid. einem 4-Crotonolactonylhalogenid, einem y-Butyrolacton-4-ylhalogenid oder einer Verbindung der allgemeinen Formeln

R' O

I Il

Q —C—Ο —C—R⁵

R⁴

(XII)

R-¹

Q —C —O —C —O —R⁵

R⁴

(XIII)

worin Q ein Halogenatom ist und R^J, R⁴ und R⁵ 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 allgemeinen Formel I, worin R¹ 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. Oftmais 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 terL-Aminsalze . ie Salze von Triethylamin, N-Äthylpiperidin, N,N-Dimethylanilin und N-Methylmorpholin. Die Reaktion wird bei einer Temperatur im Bereich von O⁰C bis 100⁰C und üblicherweise bei etwa 25° C durchgeführt. Die erforderliche Zeit bis zum Abschluß variiert in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Faktoren wie der Konzentration der Reaktionsteilnehmer und der Reaktionsfähigkeit der Reagenziea 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 Alkalimetalljodids hinzuzusetzen. Dies hat den Effekt der Beschleunigung der Reaktion. Unter Berücksichtigung der zuvorgenannten Faktoren werden üblicherweise Reaktionszeiten von etwa 1 bis etwa 24 Stunden angewandt

Penicillansäure-1 a-oxid, die Verbindung der allgemeinen Formel II, worin R¹ Wasserstoff ist, kann durch Debromierung von 6,6-Dibrompenicillinsäure-1«-oxid hergestellt werden. Die Debromierung kann unter

■■> Anwendung einer konventionellen Hydrogenolysetechnik durchgeführt werden. So wird eine Lösung von 6,6-Dibrompenicillansäure-li%-oxid unter einer Atmosphäre von Wasserstoff oder Wasserstoff vermischt mit einem inerten Verdünnungsmittel wie Stickstoff oder

in Argon in Anwesenheit einer katalytischen Menge eines Palladium-auf-Kalziumcarbonat-katalysators gerührt oder geschüttelt. Geeignete Lösungsmittel für diese Debromierung sind niedere Alkenole wie Methanol, Äther wie Tetrahydrofuran und Dioxan, niedermoleku-

1) lare 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 Zimmerei temperatur 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 Dibromverbin-

2) dung vorhanden, obwohl größere Mengen eingesetzt werden können. Die Reaktion erfordert üblicherweise 1 Stunde, danach wird die Verbindung der allgemeinen Formel II, worin R¹ Wasserstoff ist, durch einfaches Filtrieren und anschließende Entfernung des Lösungs-

j(> mittels im Vakuum gewonnen.

6,6-Dibrompenicillansäure-l a-oxid wird durch Oxidation von 6,6-Dibrompenicillansäure mit 1 Äquivalent 3-ChIorperbenzoesäure in Tetrahydrofuran bei 0 —25°C für etwa 1 Stunde entsprechend der Arbeitsweise von Harrison et aL lournal of the Chemical Society (London), Perkin 11976,1772, hergestellt. 6,6-Dibrompenicillansäure wird nach der Methode von Clayton, Journal of the Chemical Society (London), (C), 1969, 2123, hergestellt.

4n Penicillansäure-1 /?-oxid, di e Verbindung der allgemeinen Formel III, worin R¹ Wasserstoff ist, dann durch kontrollierte Oxidation von Penicillansäure hergestellt werden. So kann es durch Behandlung von Penicillansäure mit 1 Mol-Äquivalent 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 niedermole-

kulare Ester wie Äthylacetat und Butylacetat. Das Produkt wird nach konventionellen Arbeitsweisen gewonnen.

Penicillansäure wird nach der Beschreibung der GB-PS 10 72 108 hergestellt

Verbindungen der allgemeinen Formeln Il und III, worin R' ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, können direkt aus der Verbindung der allgemeinen Formeln II oder III, worin R¹ Wasserstoff ist, durch Veresterung unter Anwendung von Standardarbeitsweisen hergestellt werden. Falls R¹ eine 3-Phthalidyl-4-CrotonolactonyI-, y-Butyrolacton-4-ylgruppe oder eine Gruppe der allgemeinen Formeln X oder XI, worin R³, R⁴ und R⁵ die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen, ist können die Verbindungen durch Alkylierung der geeigneten Verbindung der allgemeinen Formeln II oder III, worin R¹ Wasserstoff ist mit einem 3-Phthalidylhalogenid, 4-Crotonolactonylhalogenid, einem y-ButyroIacton-4-yIhalogenid oder einer

Verbindung der allgemeinen Formeln XII oder XIII hergestellt werden. Die Reaktion wird in exakt derselben Weise, wie zuvor zur Verbesserung von Penicillansäure-l,1-dioxid mit einem 3-Phthalidylhalogenid, einem 4-Crotonolactonylhalogenid, einem y-Butyrolacton-4-ylhalogenid oder einer Verbindung der allgemeinen Formeln XII oder XIII erwähnt, durchgeführt.

Alternativ können die Verbindungen der allgemeinen Formel II, worin R¹ ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, durch Oxidation des geeigneten Esters von 6,6-Dibrompenicillansäure und anschließende Debromierung hergestellt werden. Die Ester von 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-lix-oxid erwähnt, und die Debromierung wird wie zuvor für die Debromierung von 6,6-Dibrompenicillansäure-la-oxid erwähnt, durchgeführt.

In gleicher Weise können die Verbindungen der allgemeinen Formel III, worin R¹ 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 Penicellansäure 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- l/?-oxid erwähnt

Die Verbindungen der allgemeinen Formel II, worin R¹ eine Carboxyschutzgruppe ist, können auf zwei Wegen erhalten werdea Sie können dadurch hergestellt werden, daß nur Penicillansäure-1 Λ-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-1 «-oxid unter Verwendung von 1 Mol-Äquivalent an 3-Chlorperbenzoesäure und (c) Debromierung des geschützten 6,6-Dibrompenicillansäure- la-oxids durch Hydrogenolyse.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel III, worin R¹ eine Carboxyschutzgruppe ist, können dadurch erhalten werden, daß lediglich eine Schutzgruppe an Penicillansäure-l/3-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 erwähnt

Die Verbindungen der allgemeinen Formeln I, II und HL, "worin R¹ 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 Medium, je nach Eignung. Sie werden dann durch Filtration, durch Ausfällen mit einem Nichtlösungsmittel und anschließende Filtration, durch Abdampfen des Lösungsmittels oder im FaIi von wäßrigen Lösungen, durch Lyophilisienen, 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,

ίο 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,

r> Ammoniumhydroxid und Bariumhydroxid, Alkoxide wie Natriurnäthoxid 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 allgemeinen Formeln I, Il und 111 sind Natrium-, Kalium- und Triäthylaminsalze.

>) Wie bereits zuvor erwähnt, sind die Verbindungen der allgemeinen Formel I, worin R¹ ein Wasserstoffatom oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, antibakterielle Mittel mit mittlerer Potenz. Die in vitro Aktivität der Verbindung der allgemeinen

jo Formel I, worin R¹ ein Wasserstoffatom ist, kann durch Messen der minimalen Hemmkonzentralion (M IC-Werte) in μg/ml gegenüber einer Vielzahl von Mikroorganismen gezeigt werden. Die befolgte Arbeitsweise ist die von International Collaborative Study on

r> 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 (BHl agar) und eine die Impfmenge verdoppelnde Einrich-

tung verwendet wird. Für ein Übernachtswachstum vorgesehene Röhrchen werden mit dem lOOfachen zur Verwendung als Standardinoculum (20 000-10 000 Zellen in annähernd 0,002 ml werden auf der Agaroberfläche angeordnet; 20 ml von BHi-agar/Schale) ver-

4·; dünnt Zwölf 2fache Verdünnungen der Testverbindung werden verwendet, wobei die Anfangskonzentrationen der Testverbindung 200μg/ml betragen. Einzelne Kolonien werden beim Auswerten der Platten nach 18 Stunden bei 37° C außer acht gelassen. Die Empfänglich-

■50 keit (M IC-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

Tabelle I

Antibakterielle Aktivität in vitro von Penicillansäure-M 1,1-dioxid

Mikroorganismus

MIC

(fig/ml)

Staphylococcus aureus
Streptococcus faecalis
Streptococcus pyogenes

100

>200

100

Forlset/iiim Mikroorganismus

MIC

Escherichia coii
Pseudomonas aeruginosa
Klebsiella pneumoniae
Proteus mirabilis
Proteus morganis
Salmonella typhimurium
Pasteurella multicida
Serratia marcescens
Enterobacter aerogenes
Enterobacter clocae
Citrobacter freundii
Providencia

Staphylococcus epidermis
Pseudomonas pucida
Hemophilus influenzae
Neisseria gonorrhoeae

50 200

50 100 100

50

50 100

25 100

50

100

200

>200

>50

0.312

Die antibakterielle Aktivität in vitro der Verbindung der allgemeinen Formel I, worin R¹ 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 10Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung bzw. das Mittel, angemessen.

Wie jedoch zuvor erwähnt, sind die Verbindung der allgemeinen Formel I, worin R¹ ein Wasserstoffatom oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, potente Inhibitoren für mikrobielle /?-Lactamasen und sie erhöhen die antibakterielle Wirksamkeit von Penicillinen und Cephalosporinen gegen zahlreiche Mikroorganismen, insbesondere diejenigen, die j3-Lactamase bilden. Die Art und Weise, in welcher diese Verbindungen der allgemeinen Formel I die Wirksamkeit von einem Penicillin oder Cephalosporin erhöhen, kann anhand von Experimenten abgeschätzt werden, bei denen der MIC-Wert eines vorgegebenen Atibiotikums alleine und einer Verbindung der allgemeinen Formel I alleine gemessen werden. Diese MIC-Werte werden dann mit den M IC-Werten verglichen, welche mit einer Kombination des vorgegebenen Antibiotikums und der Verbindung der allgemeinen Formel 1 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-l,l-dioxid die Wirksamkeit von Ampicillin erhöht, sind in der Tabelle II wiedergegeben. Aus der Tabelle Il ist ersichtlich, daß der häufigste MIC-Wert von Ampicillin und von Penicillansäure-1,1-dioxid gegen 19 ampicillin-resistente Stämme von Staphylococcus aureus 200 μg/ml beträgt. Jedoch liegen die häufigsten MIC-Werte von Ampicillin und Penicillansäure-1,1-dioxid in Kombination bei 1,56 bzw. 3,12 μg/ml. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß während Ampicillin alleine einen häufigsten MIC-Wert von 200 μg/ml gegen die 19 Stämme von Staphylococcus aureus besitzt, sein häufigster MIC-Wert auf 1,56 μg/ml in Anwesenheit von 3,12 μg/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 («-Carboxybenzylpenicillin) bzw. Cefazolin gegenüber Stämmen von S. aureua, H. influenzae, K. pneumoniae und Bacteroides fragilis.

Tabelle II

Einfluß von Penicillansäure-1,1-dioxid (PA-1,1-dioxid) auf die antibakterielle Aktivität von Ampicillin

Mikroorganismus	Anzahl der	Häufigster	Häufigster	Häufigste MIC-Werte von Ampi	1,1-dioxid in
	Stämme	MIC-Wert von	MIC-Wert von	cillin und i'A-1
		Ampicillin	PA-1,1-dioxid	Korabination	PA-l,l-dioxid
		alleine	alleine	Ampicillin	3,12
Staphylococcus aureus	19	200	200	1,56	3,12
Haemophilus influenzae	26	200	>200	0,78	6,25
Klebsiella pneumoniae	18	>400	50	6,25	0,78
Bacteroides fragilis	15	50	50	1,56

13 \4

Tabelle III

Einfluß von Penicillansäure-1,1-dioxid (PA-1,1-dioxid) auf die antibakterielle Aktivität von Penillin G

Mikroorganismus	Anzahl der	I läufigster	Häufigster	Häufigste MIC-Werte von Peni	PA-1,1-dioxid
	Stämme	M IC-Wert von	MlC-Wert von	cillin ü und PA-1,1-dioxid in	6,25
		Penicillin G	PA-1,1-dioxid	Kombination	1,56
		alleine	alleine	Penicillin	12,5
Staphylococcus aureus	20	200	200	3,12	0,39
Haemophilus unfluenzae	25	50	100	0,78
KJebsiella pneumoniae	24	400	50	25
Bacteroides fragilis	15	25	50	1,56

Tabelle IV

Einfluß von Penicillansäure-1,1-dioxid (PA-1,1-dioxid) auf die antibakterielle Aktivität von Carbenicillin

Mikroorganismus	Anzahl der	Häufigster	Häufigster	Häufigste MIC-Werte von Car	PA-1,1-dioxid
	Stämme	MIC-Wert von	MlC-Wert von	benicillin und PA-1,1-dioxid in	6,25
		Carbenicillin	PA-1,1-dioxid	Kombination	0,78
		alleine	alleine	Carbenicillin	6,25
Staphylococcus aureus	20	12,5	200	6,25	0,78
Haemophilus influenzae	25	6,25	100	0,39
KJebsiella pneumoniae	16	>400	50	50
Bacteroides fragilis	15	50	50	3,12

Tabelle V

Einfluß von Penicillansäure-1,1-dioxid (PA-1,1-dioxid) auf die antibakterielle Aktivität von Cefazolin

Mikroorganismus	Anzahl der	Häufigster	Häufigster	Häufigste MIC-Werte von	PA-l,I-dioxid in
	Stämme	MIC-Wert von	MlC-Werte von	Cefazolin und
		Cefazolin	PA-1,1-dioxid	Kombination	PA-1,1-dioxid
		alkine	alleine	Cefazolin	25
Staphylococcus aureus	20	0,78	200	0,2	0,20
Haemophilus influenzae	25	25	200	3,12	25
Klebsiella pneumoniae	3	100	50	6,25	6,25
Bacteroides fragilis	15	200	50	6,25

Die Fähigkeit von Verbindungen der allgemeinen Formel I, worin R¹ ein Wasserstoffatom oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, zur Förderung der Wirksamkeit eines Penicillins oder Cephalosporins gegenüber /3-Lactamase bildenden Bakterien macht sie für eine Coapplikation mit diesen /J-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 allgemeinen Formel I mit dem Penicillin oder Cephalosporin zusammengemischt werden, und die beiden Mittel können hierdurch gleichzeitig appliziert werden. Alternativ kann diese Verbindung der allgemeinen Formel I als separates Mittel während des Verlaufs einer Behandlung mit einem Penicillin oder Cephalosporin appliziert werden. In einigen Fällen ist es Vorteilhaft, bei dem Subjekt mit der Verbindung der allgemeinen Formel I eine Verdosierung vorzunehmen, bevor mit der Behandlung mit einem Penicillin oder Cephalosporin begonnen wird.

Bei Verwendung von Penicillansäure-1,1-dioxid oder einem in vivo leicht hydrolysierbaren Ester hiervon zur

so Förderung der Wirksamkeit eines Penicillins oder Cephalosporins wird es vorzugsweise in einer Formulierung mit üblichen, pharmazeutischen Trägern oder Verdünnungsmitteln appliziert Die üblichen 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 Penicillin oder Cephalosporin beabsichtigt ist Eine pharmazeutische Zusammensetzung bzw. ein Arzneimittel, das einen pharmazeutisch annehmbaren Träger, ein Penicillin oder Cephalosporin und Penicillansäure-l.l-dioxSd oder einen leicht hydrolysierbaren Ester hiervon enthält kann normalerweise von etwa 5 bis etwa 80% des pharmazeutisch annehmbaren Trägers in Gewicht enthalten.

Bei der Verwendung von Penicillansäure-1,1-dioxid oder eines in vivo leicht hydrolysierbaren Esters hiervon in Kombination mit einem anderen Penicillin oder

Cephalosporin kann das Sulfon oral oder parenteral, d.h. intramuskulär, subkutan oder intraperitoneal, appliziert werden. ObwoW der verordnende Arzt leiztlich die anzuwendende Dosierung bei einem Patienten bestimmt, liegt das Verhältnis der täglichen Dosismengen des Peniciliansäure-l.l-dioxids oder des Esters hiervon und des Penicillins oder Cephalosporins normalerweise im Bereich von etwa 1:3 bis 3:1. Weiterhin liegt bei Verwendung von Penicillansäurei,l-dioxid oder eines in vivo leicht hydrolysierbaren in Esters hiervon in Kombination mit einem weiteren Penicillin oder Cephalosporin die tägliche, orale Dosismenge jeder Komponente normalerweise im Bereich von etwa 10 bis etwa 200 mg pro kg Körpergewicht, und die tägliche parenterale Dosismen- ι ϊ ge 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 Penicilline und Cephalosporine, mit denen Penicillansäure-l,l-dioxid und dessen in vivo leicht hydrolysierbare Ester coappliziert werden können, sind: 6-(2-Pheny!acetamido)- penicillansäure, 6-(2-Phenoxyacetamido)-penicillansäure, 2">

6-(2-Phenylpropionamido)-penicillansäure, 6-(D-2-Amino-2-phenylacetamido)-penicillan-

säure,
6-[D-2-Amino-2-(4-hydroxyphenyl)-acetamido]-

penicillansäure, j»

6-f D-2-Amino-2-( 1 ^-cyclohexadienylj-acet-

amidoj-penicillansäure,
6-( 1 -AminocyclohexancarboxamirtoJ-penicillan-

säure,
6-(2-Cdrboxy-2-phenyIacetamido)-penicillan- ΐϊ

säure.
6-[2-Carboxy-2-(3-thienyl)-acetamido]-

penicillansäure,
6-[D-2-(4-Äthylpipera7Jn-2,3-dion-1-carboxamido)-2-phenylacetamido]-penicillansäure,

6-[D-2-(4-hydroxy-1 ,S-naphthyridin-S-carboxamido)-2-phenylacetamido]penicillansäure, 6-(D-2-Sulfo-2-phenylacetamido)-penicillan-

säure.
6-(D-2-Sulfoamino-2-phenylacet amido)- 4-,

penicillansäure,
6-[D-2-(lmidazo!idin-2-on-l-carboxamido)-

2-phenylacetamido]-penicillansäure, 6-[D-(3-Methylsulfonylimidazolidin-2-on-1 -carboxamido)-2-phenylacetamido]-peniciilansäure,

6-[(Hexahydro-lH-azepin-l-yl)-methyIenamino]-

penicillansäure,
Acetoxymethyl-6-(2-phenylacei:amido)-

penicillanat,
Acetoxymethyl-6-( D-2-amino-2-phenylacetamido)-

penicillanat,
Acetoxymethyl-6-[D-2-amino-2-(4-hydroxy-

phenyl)-acetamido]-penicillanat, Pivaloyloxymethyl-6-(2-phenylaeetamido)-

penicillanat, bo

Pivaloyloxymethyl-6-(D-2-amino-2-phenylacet-

amido)-penicillanat,
Pivaloyloxymethyl-6-[D-2-amino-2-(4-hydroxy-

phenyl)-acetamido]-penicillanat, 1 -(Äthoxycarbonyloxy)-äthyl-6-(2phenylacet- t,-,

amido)-penicillanat,

l-(Äthoxycarbonyloxy-äthyl-6-(D-2-amino-2-phenylacetamido)-penicillanat,

l-(Äthoxycarbonyloxy)-äthyl-6-(D-2-amino-

2-[4-hydroxyphenyl]-acetamido)-peniciIlanat,
3-Phthalidy!-6-(2-phenylacetamido)-penici!!anat,
3-Phthalidyl-6-(D-2-amino-2-phenylacetamido)-

penicillanat,
3-Phthalidyl-6-[D-2-amino-2-{4-hydroxyphenyl)-

acetamidoj-penicillanat,
6-(2- Phenoxycarbonyl-2- phenylacetamido)-

penicillansäure,
6-(2-TolyloxycarbonyI-2-phenyIacetamido)-

penicillansäure,
6-[2-(5-Indanyloxycarbonyl)-2-phenyIacetamido]-

penicillansäure,
6-[2-Phenoxycarbonyl-2-(3-thienyl)-acetamido]-

penicillansäure,
6-[2-Tolyloxycarbonyl-2-(3-thienyl)-acetamido]-

penicillansäure,
6-[2-(5-Indanyloxycarbonyl)-2-(3-thienyl)-acet-

amido]-penicillansäure,
6-(22-Dimethyl-5-oxo-4-phenyl-1 -imidazolidinyl)-

penicillansäure,

7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-cephalosporansäure,
[ 1 -Tetrazolyl)-acetamido]-3-[2-(5-methyl-
^hidillJhih^Sd

oxymethylcc ohalosporansäure,
7-(D-2-Amino-2-phenylacetamido)-desacetoxy-

cephalosporansäure,

7-«-Methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-S-carbamoyloxymethyl-S-desacetoxymethylcephalosporansäure,

7-(2-Cyanoacetymido)-cephalosporansäure,
7-(D-2-Hydroxy-2-phenylacetamido)-3-[5-(lmethyl-tetrazolyl)-thiomethyl]-3-desacetoxy-
methylcephalosporansäure,
7-[2-(4-Pyridylthio)-acetymido]-cephalosporan-

säure,
7-[D-2-Amino-2-(l,4-cyclohexadienyl)-acetamido]-

cephalosporansäure,

7-(D-2-Amino-2-phenylacetamido)-cephalosporansäure
und die pharmazeutisch annehmbaren Salze hiervon.

Wie dem Fachmann an sich bekannt, sind einige der zuvorgenannten jS-Lactamverbindungen bei der oralen oder parenteralen Applikation wirksam, während andere nur bei Applikation auf parenteralem Weg wirksam sind. Wenn Penicillansäure-l.l-dioxid oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer Ester hiervon gleichzeitig, d. h. zusammengemischt, mit einem Penicillin oder Cephalosporin, das nur bei parenteraler Applikation wirksam ist, verwendet wird, ist eine Kombinationsformulierung erforderlich, die für die parenterale Anwendung geeignet ist. Wenn das Penicillansäure-U-dioxid oder der Ester hiervon gleichzeitig (zusammengemischt) mit einem Penicillin oder Cephalosporin 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-l.l-dioxids oder des Esters hiervon oral zu applizieren, während gleichzeitig ein weiteres Penicillin oder Cephalosporin parenteral aplliziert wird, ebenfalls ist es möglich, Präparationen des Penicillansäure-l,l-"dioxids oder des Esters hiervon parenteral zu applizieren, während gleichzeitig das weitere Penicillin oder Cephalosporin oral gegeben wird.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die IR-Spektren (Infrarotspektren)

wurden an Kaliumbromidscheiben (KBr-Scheiben) oder alä Nujol-Präparate gemessen, und die der Zuordnung dienenden Absorptionsbanden sind in Wellenzahlen (c:n-') angegeben. Die Spektren der kernmagnetischen Resonanz (NMR) wurden bei 60 MHz an Lösungen in Deuterochloroform (CLO₃), Perdeuterodimethylsulfoxid (DMSOd₆) oder Deuteriumoxid (D₂O) gemessen, und die Stellungen der Spitzen sind in Teilen pro Million (ppm) abwärts von Tetramethylsilan oder Natrium-2,2-dimethyl-2-silapenian-5-sulfonat angegeben. Die folgenden Abkürzungen für die Spitzenformen werden verwendet:

s = Singulett;d = Dublett;t = Triplett;

q = Quartett; m = Multiplett

Beispiel 1
Penicillansäure-1,1 -dioxid

Zu einer Lösung von 6,51 g=41 mmol Kaliumpermanganat in 13OmI Wasser und 4,95 ml Eisessig, abgekühlt auf etwa 5°C, wurde eine kalte (etwa 5"C) Lösung von 4,58 g = 21 mmol 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 Produkts erhalten wurden. Die Gesamtausbeute betrug daher 3,75 g (Ausbeute 78%). Das NMR-Spektrum (DMSO-db)des Produktes zeigte Absorptionen bei

l,40(s,3H),1,50(s,3H),

3,13(dvond's,1 H, J₁ = 16 Hz,]₂ = 2Hz),

3,63(dvond's, 1 H, J₁ = 16 Hz, J₂ = 4 Hz),

4,22 (s, 1 H) und

5,03(d vond's, 1 H, |, =4 Hz, J₂ = 2 Hz)ppm.

Beispiel 2
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 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 Teils 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 aufgeschlämmt wobei 237 g der in der Oberschrift genannten Verbindung mit einem Schmelzpunkt von 148 —51°C erhalten wurde. Das Äthylacetat-Äthergemisch wurde eingedampft wobei weitere 2,17 g des Produktes erhalten wurden.

ίο Beispiel 3

Pivaloyloxymethylpenicillanat-l.l-dioxid

Zu 0,615 g=2,41 mmol Penicillansäure-1,1-dioxid in

2 ml N,N-Dimethylformamid wurden 0,215 g = η 2,50 mmol Diisopropyläthylamin und anschließend 0365 ml Chlormethylpivalat hinzugesetzt Das Reaktionsgemisch wurde bei Zimmertemperatur für 24 Stunden gerührt dann wurde es mit Äthylacetat und Wasser verdünnt Die Äthylacetatschicht wurde abge-

i» trennt und dreimal mit Wasser und einmal mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen. Die Äthylaceiatlösung wurde dann unter Verwendung von wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei 0,700 g des in der Überschrift

2i genannten Produktes als Feststoff mit F. 103-4⁰C erhalten wurden. Das NMR-Spektrum des Produktes (in CDCIi) zeigte Absorptionen bei:

1,27 (s, 9 H), 1,47 (s, 3 H), 1,62 (s, 3 H),
3,52(m,2H),4,47(s,l H),

4,70 (m, 1 H), 5,73 (d, I H, J = 6,0 Hz)
und 5,98 (d, I H, J =6,0 Hz).

Beispiel 4
3-Phthalidylpenicillanat-1,1 -dioxid

Zu 0,783 g = 336 mmol Penicillansäure-l,l-dioxid in 5 ml N,N-Dimethylformamid wurden 0,47 in! Triethylamin 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 voneinander getrennt. Die Äthylacetatschicht wurde nacheinander mit Wasser und gesättig-•ci ter Natriumchloridlösung gewaschen, dann wurde sie unter Verwendung von Natriumsulfat getrocknet. Die Äthylacetatlösung wurde im Vakuum eingedampft, wobei das in der Überschrifft genannte Produkt als weißer Schaum zurückblieb. Das NMR-Spektrum des V) Produktes (in CDCI i) zeigte Absorptionen bei:
l,47(s,6H),3,43(m,l H),
4,45 (s,l H),4,62(m,l H),
7,40 und 7,47 (2s's, I H) und
7,73 (m, 4 H) ppm.

Beispiel 5
1 -(ÄthoxycarbonyloxyJ-äthylpenicillanat-1,1 -dioxid

Ein Gemisch von 0,654 g Penicillansäure-1,1-dioxid, M) 0,42 ml Triäthylamin, 0,412 g 1-Chloräthyl-äthylcarbonat, 0,30Og 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 b^r> 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 wurde zwischen Äthylacetat und Wasser bei gH = 8 verteilt Das abgetrennte und getrocknete Athylacetat wurde dann im Vakuum eingedampft wobei 150 mg der in der Oberschrift genannten Verbindung erhalten wurden (Ausbeute etwa 7%). Das IR-Spektrum (Film) des Produkts zeigte Absorptionen bei 1805 und 1763 cm-'.

Das HMR-Spektrum (CDCIj) zeigte Absorptionen bei:

1,43 (m, 12 H), 3,47 (m. 2 H),

3,9 (q, 2 H, j = 7,5 hz),

437 (m,l H),4,63(m,l H) und

6,77 (m, 1 H) ppm.

Beispiel 6
Natriumpenicillanat-1,1 -dioxid

Zu einer gerührten Lösung von 32,75 g = 0,14 mol Penicillansäure-1,1-dioxid in 450 ml Athylacetat wurde eine Lösung von 25,7 g=0,155 mol Natrium-2-äthylhexanoat in 200 ml Athylacetat gegeben. Die erhaltene Lösung wurde 1 Stunde gerührt, dann wurde ein weiterer 10%iger Überschuß an Natrium-2-äthylhexanoat in einem kleinen Volumen von Athylacetat hinzugegeben. Das Produkt begann unmittelbar auszufallen. Das Rühren wurde für 30 Minuten fortgeführt, dann wurde der Niederschlag durch Filtration entfernt. Es wurde aufeinanderfolgend mit Athylacetat, mit 1 :1 Äthylacetat-Äther und mit Äther gewaschen. Der Feststoff wurde dann über Phosphorpen toxid 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 Athylacetat verunreinigt war. Der Äthylacetatgehalt wurde durch Erhitzen auf 100⁰C während 3 Stunden unter Vakuum herabgesetzt.

Das IR-Spektrum dieses Endproduktes (KBr-Scheibe) zeigte Absorptionen bei 1786 und 1608 cm -'.

Das NMR-Spektrum (D2O) zeigte Absorptionen bei: l,48(s,3H),l,62(s,3H),
3,35(d von d's, 1 H, J, = 16 Hz, J₂ = 2 Hz),
3,70 (d von d's, 1 H, J, = 16 Hz, J₂ = 4 Hz),
4,25 (s, 1 H) und
5,03 (d von d's, 1 H, Ji =4 Hz, J₂ = 2 Hz) ppm.

Das in der Überschrift genannte Natriumsalz kann ebenfalls unter Verwendung von Aceton anstelle des Äthylacetats hergestellt werden.

Beispiel 7
Penicillansäure-1,1-dioxid

Zu einem Gemisch von 7600 ml Wasser und 289 ml Eisessig wurden portionsweise 379,5 g Kaliumpermangi.nat hinzugeben. Dieses Gemisch wurde 15 Minuten gerührt, dann wurde es auf 0⁰C abgekühlt. Hierzu wurde dann unter Rühren ein Gemisch gegeben, das aus 270 g Penicillansäure, 260 ml 4 N Natriumhydroxidlösung und 2400 ml Wasser (pH 7,2) hergestellt worden und dann auf 8^CC gekühlt worden war. Die Temperatur stieg auf 15° C während dieser Zugabe an. Die Temperatur des erhaltenen Gemisches wurde auf 5° C herabgesetzt und ϊ 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 zugesetzt Nach weiterem Rühren von 5 Minuten wurde das Gemisch filtriert Zu dem Filtrat wurden 4,01 Äthylacetat zugesetzt dann wurde der pH-Wert der wäßrigen Phase auf 1,55 unter Verwendung von 6 N Salzsäure erniedrigt Die Äthylacetatschicht wurde entfernt und mit mehreren

ι -, weiteren Äthylacetatextrakten vereinigt Die vereinigte, organische Schicht wurde mit Wasser gewaschen, über MgSOi getrocknet und fast bis zur Trockne im Vakuum eingedampft. Die so erhaitene Aufschlämmung wurde mit 700 ml Äther bei 10⁰C für 20 Minuten gerührt dann

jo 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.

v-, Beispiels

Pivaloyloxymethylpenicillanat-U -dioxid

Zu einer Lösung von 1,25 g Pivaloyloxymethylpenicillanat in 40 mf Chloroform, abgekühlt auf etwa - 15"C,

κι 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 1λ- als auch das

π 10-Oxid enthielt.

Die Chloroformlösung wurde auf etwa 20 mi konzentriert, und es wurden weitere 0,8 g 3-Chiorperbenzoesäure zugesetzt. Dieses Gemisch wurde über Nacht bei Zimmertemperatur gerührt, dann wurde das gesamte

an Lösungsmittel durch Eindampfen im Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde erneut in etwa 4 ml Dichlormethan aufgelöst, und es wurden 0,4 g 3-Chlorperbenzoesäure zugesetzt. Das Gemisch wurde 3 Stunden gerührt, dann wurde das Lösungsmittel durch Eindampfen im

ν, Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde zwischen Athylacetat 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 ernöht, und die

-,o 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

γ, ausgefällt. Der erhaltene Feststoff wurde aus Äther umkristallisiert, wobei 0,357 g der in der Überschrift genannten Verbindung erhalten wurden.

Das NMR-Spektrum des Produktes (CDCli) zeigte Absorptionen bei:

„o l,23(s,9 H), l,50(s,3 H), 1,67(s,3 H),

3,28(m,2H),4,45(s,l H),
5,25 (m, 1 H) und 5,78 (m, 2 H) ppm.

Beispiel 9
3-Phthalidylpenicillanat-1

1-dioxid

Zu einer Lösung von 713 mg 3-Phthalidylpenicillanat in 3 ml Chloroform wurden 0,430 g 3-Chlorperbenzoe-

säure bei ca. 10⁰C hinzugegeben. Das Gemisch wurde 30 Minuten gerührt, dann wurde eine weitere Menge von OpI3 g 3-Chlorperbenzoesäure zugesetzt Das Gemisch wurde 4 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt, dann wurde das Lösungsmittel durch Eini'iampfen 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 Oberschrift genannte Verbindung in Form eines Schaumes.

Das NMR-Spektrum (CDCl₃) zeigte Absorptionen bei:

1,62 (m, 6 H), 33 (m, 2 H), 4,52 (p, 1 H),
5.23 (m, 1 H) und 7,63 (m, 5 H) ppm.

Beispiel 10
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 Reaktionsgemisch wurde filtriert, und das Lösungsmitte! 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 Äthylacetatschicht wurde entfernt, mit Wasser gewaschen und getrocknet, dann wurde sie in Vakuum eingedampft. Hierin wurden 0,168 g der in der Überschrift genannten Verbindung als kristalliner Feststoff erhalten.

Beispiel 11
Penicillansäure-1,1-dioxid

Eine gerührte Lösung von 512 mg 4-Nitrobenzylpenicillanat-1,1 -dioxid in einem Gemisch aus 5 ml Acetonitril und 5 ml Wasser wurde auf 0⁰C 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 Waiser bei pH = 8,5 verdünnt. Die Äthylacetatschicht wurde entfernt und im Vakuum eingedampft, wobei 300 mg des Ausgangsmaterials erhalten wurcen. 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 12
1 -Methyl-1 -(acetoxyj-äthylpenicillanat-1,1 -dioxid

Zu 2,33g Penicillansäure-U-dioxid in 5 ml N₁N-Dimethylformamid wurden 1,9 ml Äthyldiisopropylamin zugegeben, anschließend erfolgte die tropfenweise Zugabe von 1,37 g 1-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 NajSCX getrocknet und im Vakuum eingedampft wobei 1,65 g des rohen Produktes als ö¹ 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.

to Das NMR-Spektrum des Rohproduktes (CDCIj) zeigte Absorptionen bei:

1,5 (s, 3 H), 1,62 (s, 3 H), 1.85 (s, 3 H),
l,93(s,3H),2,07(s,3H),
3.43(m,2H),4,3(s,1 H) und

ι > 4,57 (m, 1 H) ppm.

Beispiel 13
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 mol 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 Nairiumbisulfit zur Zersetzung von überschüssiger Persäure zugegeben, dann wurde der pH-Wert auf 1,5 eingestellt. Die Äthylacetatschicht wurde entfernt, über Na₂SOf getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der Rück-JH stand bestand aus einem 3 :2-Gemisch von Penicillansäure-1,1-dioxid und Penicillansäure-1-oxid.

Beispiel 14
Pivaloyloxymethylpenicillanat-1,1-dioxid

Eine gerührte Lösung von 595 mg Pivaloyloxymethylpenicil!anat-l-oxid in 5 ml Äthylacetat wurde auf etwa - 15°C abgekühlt, und es wurden 5 mg Mangan(ll)-acetylacetonat hinzugegeben. Zu dem so erhaltenen,

4(i dunkelbraunen Gemisch wurden während einer Zeilspanne 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.

•4) 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

■5(i Pivaloyloxymethylpenicillanat-U-dioxid und Pivaloyloxymethylpenicillanat-1 -oxid bestand.

Dieses Matenal wurde in Äthylacetat erneut aufgelöst und unter Verwendung von 0,9 ml Peressigsäure und 5 mg Mangan(H)-acetyIacetonat, 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.

W) Die folgenden Beispiele 15 und 16 zeigen die Herstellung des Penicillansäure-1,1-dioxidderivates mit geschützter Carboxygruppe.

Beispiel 15
Benzylpenicillanat-1,1 -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 eingedämpft, wobei 7,05g Rückstand erhalten wurden. Die Prüfung des Rückstandes zeigte, daß er ein 5,5 :1-Gemisch von Benzylpenicillanat-1 -oxid und Benzylpenicillanat· 1,1 -dioxid war.

Zu einer gerührten Lösung von 4,85 g des zuvor erhaltenen 5,5 :1 Sulfoxid-Sulfongemisches in 50 ml von Äthanol freiem Chloroform unler Stickstoff wurden 3,2 g 85% reine 3-Chlorperbenzoisäure bei Zimmertemperatur zugesetzt. Das Reaktkrisgemisch 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 wtrde mit Wasser bei pH =8,0 und anschließend mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, dann wurde sie unter Verwendung von Natriumsulfat getrocknet. Düs Abdampfen des Lösungsmittels im Vakuum ergabi 3,59 g der in der Überschrift genannten Verbindung. Das NMR-Spektrum des Produktes (in CDCl₃) zeigte Absorptionen bei:

1,28(s,3 H), 1,58 (s, 3 H), 3,42 (m 2 H),

4.37 (s. 1 H), 4,55 (m, 1 H),

5,18(q,2H,J = 12Hz)und

7,36 (s, 5 H) ppm.

Beispiel 16 4-Nitrobenzylpenicillanat- U-dioxid

Eine Lösung von 4-NitrobenzyIpenicilIänat in Chloroform wurde auf etwa 15⁰C abgekühlt, und es wurde 1 Äquivalent 3-Chlorperbenzoesäuri; zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 20 Minuten gerührt. Die Untersuchung des Reaktionsgemisches zu diesem Zeitpunkt durch kernmagnetische Resonanzspektroskopie zeigte, daß es 4-Nitrobenzylpenicillanat-i-oxid enthielt. Eine weitere Teilmenge von i 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 gerührt. Das Lösungsmittel wurde durch Abdampfen entfernt, und der Rückstand wurde zwischen Äthylacetat und Wasser bei pH =8.5 verteilt. Die Äthylacetaischicht 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 (CDCl₃) zeigte Absorptionen bei:

135 (s, 3 H), 1,58 (s, 3 H), 3,45 (m, 2 H).

4,42 (s,l H),4,58(m,l H),

530 (s, 2 H) und 7,83 (q, 4 H) ppm.

Anhand der folgenden Präparationen wird die Herstellung der Ausgangsstoffe näher erläutert.

Präparation A 6,6-Dibrompenicillansäure-la-oxid

Die in der Oberschrift 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-6,6-dibrompenicillanal

κι 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 1■> das erhaltene Gemisch wurde bei Zimmertemperatur 48 Stunden gerührt. Das ausgefallene Triäthyiaminhydrobromid wurde abfiltriert, und das Filtrat wurde zu 1500 ml Eiswasser, eingestellt auf pH = 2, hinzugegeben. Das Gemisch wurde mit Äther extrahiert, und die 2(i Extrakte wurden nacheinander mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung, Wasser und Salzlösung gewaschen. Die über MgSC>4 getrocknete Ätherlösung wurde im Vakuum eingedampft, wobei ein schmutzigweißer Feststoff erhalten wurde, dieser wurde aus Isopropanol 2i umkristallisiert. Hierbei wurden 70,0 g (Ausbeute =95%) der in der Oberschrift genannten Verbindung mit F. 75-76° C erhalten.

Das IR-Spektrum (KBr-Scheibe) zeigte Absorptionen bei 1795 und 1740cm-'. Das NMR-Spektrum (CDCl₃) ii; zeigte Absorptionen bei:

1,53 (s, 3 H), 1,58 (s, 3 H), 4,50 (s, 1 H),
5,13 (s, 2 H), 5,72 (s, 1 H) und
7,37 (s, 5 H) ppm.

jj Präparation C

Benzyl-6,6-dibrompenicillanat-«-oxid

Zu einer gerührten Lösung von 13,4 g = 0,03 mol

Benzyl-6,6-dibrompenicillanat in 200 ml Dichlormethan

jo wurde eine Lösung von 6,12 g = 0,03 mol 3-ChIorperbenzoesäure in 100 ml Dichlormethan bei ca. 0°C zugegeben. Das Rühren wurde für 1,5 Stunden bei ca.

0⁰C fortgeführt, dann wurde das Reaktionsgemisch filtriert. Das Filtrat wurde nacheinander mit 5%iger

4ί Natriumbicarbonatlösung und Wasser gewaschen, dann wurde es über Na₂SOi getrocknet. Die Entfernung des Lösungsmittels durch Abdampfen im Vakuum ergab

12,5 g der in der Überschrift genannten Verbindung in

Form eines Öles. Das Öl wurde durch Verreiben unter Äther zur Verfestigung gebracht. Die Filtration lieferte anschließend 10,5 g Benzyl-e^-dibrompenicillanat-Iaoxid als Feststoff.

Das IR-Spektrum (CHCh) zeigte Absorptionen bei 1800 und 1750 cm-'. Das NMR-Spektrum des Produktes (CDCh) zeigte Absorptionen bei:
1,3 (s, 3 H), 1,5 (s, 3 H), 4,5 (s, IH),
5,18(s,2H),5,2(s,l H) und
73 (s, 5 H) ppm.

bo Präparation D

2^,2-TrichloräthyIpenicilianat

Zu 403 mg Penicillansäure in 10 ml Dichlormethan wurden 25 mg Diisopropylcarbodümid und anschliebs ßend 0,19 ml 2^2-TrichloräthanoI hinzugegeben. Das Gemisch wurde über Nacht gerührt, dann wurde das Lösungsmittel durch Abdampfen im Vakuum entfernt Das Rohprodukt wurde durch Säulenchromatographie

unter Verwendung von KieselerdegeJ als Adsorptionsmittel und Chloroform als Eluant gereinigt.

Präparation E
3-Phthalidylpenicillanat

Zu einer Lösung von 506 mg Penicillansänre 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, 6 H), 3,3 (m, 2 H), 4,52 (s, 1 H),
5,23 (m, 1 H) und 7,63 (m, 5 H).

Präparation F
Pivaloyloxymethylpenicillanat

Zu 3,588 g 6,6-Dibrompenicillansäure in 10 ml N.N-Dimethylfoimamid 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 Na2SO₄ getrocknet und dann im Vakuum eingedampft, wobei 3,1 g Pivaloyloxymethyl-öi-dibrompenicillanat in Form eines bernsteinfarbenen Öles, das langsam kristallisierte, erhalten wurden.

Dieser Ester wurde in 100 ml Methanol aufgelöst, und 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 =8 verteilt, und dann wurde die organische Schicht entfernt. Die letztere wurde über Na2SC>4 getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei 1,25 g der in der Überschrift genannten Verbindung erhalten wurden.

Das NMR-Spektrum (CDCIj) zeigte Absorptionen bei:

1,23 (s, 9 H), 1,5 (s, 3 H), 1,67 (s, 3 H),

3,28(m,2H),4,45(s,lH),

5,25 (m, 1 H) und 5,78 (m, 2 H) ppm.

Präparation G
4-Nitrobenzylpenici!lanat

Zu einer gerührten Lösung von 2,14 g Penicillansäure und 2,01 ml Äthyldüsopropylamin in 10 ml Ν,Ν-Dimethylformamid wurden tropfenweise 236 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 Äthylacetat-

schicht wurde mit Wasser bei pH = 2,5 und anschließend mit Wasser bei pH = 8,5 gewaschen. Die Äthylacetatlösung wurde dann über Na2SC>4 getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei 3,36 g der in der Überschrift genannten Verbindung zurückblieben.

Das NMR-Spektrum des Produktes (in CDCIj) zeigte Absorptionen bei:

l,45(s,3H), 1,68(s.3 H),3,32(m,2 H),

4,50 (s,l H),5,23(m,l H),

5,25 (s, 2 H) und 7,85 (q, 4 H) ppm.

Präparation H
Penicillansäure-ia-oxid

Zu 1,4 g vorhydriertem 5% Palladium-auf-Calciumcarbonat in 50 ml Wasser wurde eine Lösung von 1,39 g Benzyl-6,6-dibrompenicillanat-l«-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-l«-oxid zu sein schienen.

Dieses Benzylpenicillanat-1<x-oxid wurde mit weiteren 2,0 g Benzyl-6,6-dibrompenicillanat-lα-oxide vereinigt und in 50 ml Tetrahydrofuran aufgelöst. Die Lösung wurde zu 4 g 5% Palladium-auf-Calciumcarbonat in 50 ml Wasser hinzugegeben, und das erhaltene Gemisch wurde unter einer Wasserstoffatmosphäre bei etwa 3,2 bar und 25°C 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 Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatextrakte wurden über Na^SO₄ getrocknet und dann im Vakuum eingedampft, wobei 0,14 g Penicillansäure-1 Λ-oxid erhalten wurden. Das NMR-Spektrum (CDClj/DMSO-dt) zeigte Absorptionen bei:

1,4 (s, 3 H), 1,64 (s, 3 H), 3,60 (m, 2 H),
4,3 (S₁IH) und 4,54 (m, 1 H) ppm.

Das iR-Spektrum des Produktes (KBr-Scheibe) zeigte Absorptionen bei 1795 und 1745 cm-¹.

Präparation I
Penicillansäure- i |3-oxid

Zu einer gerührten Lösung von 2,65 g= 12,7 mmol Penicillansäure in Chloroform bei 0⁰C 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-ljS-oxid mit F. 140-3⁰C erhalten wurden. Das IR-Spektrum des Produktes (CHCIj-Lösung) zeigte Absorptionen bei 1775und 1720cm-'. .

Das NMR-Spektrum (CDClj/DMSO-db) zeigte Absorptionen bei:

1,35 (s, 3 H), 1,76 (s, 3 H), 3,36 (m, 2 H),
4,50 (s,l H) und 5,05 (m, 1 H) 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-1j3-oxid und ebenfalls eine geringe Menge an Penicillansäure-1 Λοχία enthielt.

Präparation J
2,2,2-Trichloräthylpenicillanat-1,1-dioxid

Zu 100 mg 2,2,2-Trichloräthylpenicilllanat 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 Sulfoxid bestand, das NMR-Spektrum (CDCb) ι zeigte Absorptionen bei:

1,6 (s, 3 H), 1,77 (s, 3 H), 3,38 (m, 2 H),
4,65 (s, 1 H),4,85 (m, 2 H) und
5,37 (m, 1 H) ppm.

Weitere 100 mg 3-Chlorperbenzoesäure wurden

hi zugegeben, und das Gemisch wurde über Nacht gerührt.

Das Lösungsmittel wurde dann durch Abdampfen im Vakuum entfernt, und der Rückstand wurde zwischen Äthylacetat und Wasser bei pH =6,0 verteilt. Es wurde ausreichend Natriumbisulfit zugesetzt, um die über-

i) schüssige 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 mg der in der

Überschrift genannten Verbindung.

><> Das NMR-Spektrum (CDCIi) zeigte Absorptionen bei:

1,53 (s, 3 H), 1,72 (s, 3 H), 3,47 (m, 2 H),
4,5 (s, 1 H), 4,6 (m, 1 H) und
4,8 (m, 2 H) ppm.

Claims (1)

Patentansprüche: ·

1. Penicillansäure-1,1-dioxide der allgemeinen Formel

O C

CH₃

CH₃

(D

in