DE2824535C3 - Penicillansäure-l,l-dioxide, Verfahren zu ihrer Herstellung und diese enthaltende Arzneimittel - Google Patents

Description

sowie deren pharmazeutisch annehmbare Basensalze, worin R¹ sin Wasserstoffatom, einen üblichen in vivo leicht hydrolysierbaren, esterbildenden Rest oder eine übliche Penicillincarboxyschutzgruppe bedeutet.

2. Verbindung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß R¹ ein Wasserstoffatom ist.

3. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung gemäß Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise eine Verbindung der allgemeinen Formeln

CH₃

COOR¹

H I

T-Y⁵⁵Y-CH,

■/

• N-

(III)

COOR¹
CH₃

I J

COOR¹

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

4. Pharmazeutische Zusammensetzung zur Behandlung von bakteriellen Infektionen in Säugetier ien, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen pharma* zeutisch annehmbaren Träger, eine Verbindung gemäß Anspruch 1, worin R' ein Wasserstoffaiom öder ein üblicher, in vivo leicht hydrolysierbarer Rest isf, und ein Penicillin oder Cephalosporin enthält.

Die Erfindung betrifft Penicillansäure-l.l-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 Cephalosporin gegenüber zahlreichen /3-Lactamase bildenden Bakterien. Derivate von Penicillansäure-1,1-dioxid, deren Carboxygruppe durch eine konventionelle

ίο Penicillincarboxyschutzgruppe geschützt ist, sind brauchbare Zwischenprodukte für Penicillansäure-1,1-dioxid. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der genannten Peniciilansäure-l.l-dioxide, deren in vivo leicht hydrolysierbarer Ester sowie solche, die eine konventionelle Penicillincarboxyschutzgruppe tragen, wobei das Verfahren t'äirch die im Patentanspruch 3 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist.

Eine der bestbekannten und weit verbreitet angewandten Klasse von aniibakteriellen Mitteln sind die sogenannten /J-Lactam-antibiotika. Diese Verbindungen zeichnen sich dadurch aus, daß sie ein Ringsystem besitzen, das aus einem 2-Azetidinonring (/3-Lactam-Ring), der entweder an einen Thiazolidinring oder einen

2; Dihydro-13-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

so 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 Cephalo-

J5 sporinen sind Cefalothin, Cefalexin und Cefazolin.

Trotz der weit verbreiteten Anwendung und der starken Aufnahme der 0-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 /3-Lactam-antibiotikum in vielen Fällen daher kommt, daß der Mikroorganismus eine /i-Laclamase bildet. Die

■f. letztgenannten Substanzen sind Enzyme, welche den /J-Lactamring von Penicillinen und Cephalosporinen unter Bildung von Produkten öffnen, die keine antibakteriell Aktivität besitzen, ledoch haben bestimmte Substanzen die Fähigkeit, /J-Lactamasen zu

in hemmen, und wenn ein 0-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 fordern. Ks

r> wird angenommen, daß eine Förderung der antibakte riellen Wirksamkeit gegeben ist. wenn die antibakteriell Ie Aktivität einer Kombination einer /M.actamasc inhibierenden Substanz und eines β I actam antibiotikum«! wesentlich großer 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

m sifid und die ais antibakteriell Mittel vorteilhaft sind. Diese neuen Penicillinverbindungen sind Pefiicillähsäufe-l,l-diöxid sowie in vivo leicht hydrolysierbare Estdr hiervon.

Zusätzlich sind Penicillansaure-I.I-dioxid und ihre in vivo leicht hydrolysierbaren Ester potente Inhibitoren für mikrobielle /3-Lactamasen. Daher betrifft die Erfindung auch die Erhöhung der Wirksamkeit von Penicillinen und Cephalosporinen unter Verwendung von Penicillansäure-l.I-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- 1,1-dioxiden und 1-oxiden einschließlich Methyl-phthalimidopenicillanat-l.l-dioxid, Methy!-6,6-dibrompenicilIanat-l,l-dioxid, Methylpenicillanat-la-oxid, MethyIpenicilIanat-1/i-oxid, 6,6-Dibrompenicillansäure-la-oxid und 6,6-Dibrompeniciliansäure-1/J-oxid.

Typische Carboxysehuizgruppen sind die Benzyigruppe und substituierte Benzylgruppen, z. B. die 4-NitrobenzyIgruppe.

Penicillansäure wird durch folgende Strukturformel wiedergegeben:

CH₃

V^S VCH₃
N X

(IV)

cooh

In- der Formel IV zeigt die Bindung eines Substituenlen 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 α-Konfiguration vorliegend bezeichnet. Im Gegensatz dazu bedeutet eine Bindung eines Substituenten an das bicyclische Ringsystem in tusgezogener Linie, daß der Substituenl oberhalb der Ebene des Ringsystems gebunden isL Diese letztere Konfiguration wird als ^-Konfiguration bezeichnet.

4-CrotonoIactonyI und y-Bulyrolacton-4-yI beziehen »ich auf die Strukturen VIII bzw. IX. Die wellenförmigen Linien sollen jedes der beiden Epimeren und Mischungen hiervon bezeichnen.

C)

(VIII)

(IX)

Wenn U¹ ein in vivo leicht hydrolysierbarcr, esterbildender Rest in einer Verbindung der allgemein nen Formel I ist, handelt es sich um eine Gruppierung, welche insbesondere von einem Alkohol der allgemel· nen Formel R'^ÖH abstammt, so daß die Einheit COO R¹ in einer solchen Verbindung der allgemeinen Formel I eine Eslcrgruppierung 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

ϊ 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

ίο 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 Fonicillingebiet identifiziert werden. Hierzu wird auf die DE-OS 25 17 316 verwiesen. Typische Reste für R¹ sind der 3-Phthalidyl-, 4-CrotonoIactonyl-, y-ButyroIacton-4-ylrest und Reste der folgenden allgemeinen Formeln

R³ O

i M

-C-O-C-R^s

und

R³

I Ii

-C-OC-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 Reste für R¹ sind jedoch Alkanoyloxymethylreste mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, 1-(Alkanoyloxy)-Äthylreste mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen, !-Methyl-l-(alkanoyloxy)-Äthylreste mit 5 bis 10 Kt/hlenstoffatomen, AlkoxycäYbonyloxymethylreste mil 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, l-(Alkoxycarbony!oxy)-äthylreste mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen, 1-Methyl-l-(alkoxycarbonyloxy)-äthylreste mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, der 3-PhthaIidyI-,4-Crotonolactonyl- und y-Butyrolacton-4-yIrest

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden neue Verbindungen der folgenden allgemeinen Formeln

CH₃

O \ ft

N -^J

und

0	0 H I	0	1	J	C-OOR1
				CH3
COOR

(HD

und Salze hiervon, Worin R¹ die zuvor angegebene Bedeutung besilzi, eingesetzt, Diese Verbindungen der allgemeinen Formein Il und 111 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 R 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 dieses Verfahren eingesetzt werden. Besonders geeignete Reagenzien sind jedoch Metallpermanganate wie Alkalimetallpermanganate und Erdalkalimetallpermanganate sowie organische Peroxysäuren wie organische Peroxycarbonsäuren. Vorteilhafte Einzelreagenzien sind Natriumpermanganat, Kaüumpermanganat, 3-Chlorperbenzoessure 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 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: üblicherweise wi>-d Wasser verwendet. Gegebenenfalls kann ein Kolösungsmittel, welches mit Wasser mischbar bt, jedoch nicht mit dem Permanganat in Wechselwirkung tritt, wie Tetrahydrofuran, zugesetzt werden. Die Reaktion wird normalerweise bei einer Temperatur im Bereich von — 20°Cbis etwa 50⁰C und vorzugsweise bei etwa 0⁰C durchgeführt. Bei etwa OC isi 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 /S-Laclamringsyjtems der Verbindung der allgemeinen Formel I /u vermeiden. Das Produkt wird nach konventionellen Arbeitsweisen gewonnen. Jedes überschüssige Permanganat wird üblicherweise unter Verwendung von Natriumbisulfit zerset/t. 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 Il oder III. worin R¹ die zuvor angegebene Bedeutung besitzt, zu der entsprechenden Verbindung der allgemeinen Formel I unter Verwendung einet organischen Peroxysäurc. z. B. einer Pcroxvcarbonsäure. oxidiert wird, wird die Reaktion üblicherweise durch Behandlung der Verbindung der allgemeinen Formeln II oder HI mit von etwa I bis 4 MoNÄquiValenlen und Vorzugsweise etwa 1,2 Äquivalenten des Oxidationsmittels in einerfr reaktionsinerten, organischen Lösungsmittel durchgeführt. Typische Lösungsmittel sind chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormelhan, Chloroform und l,2^Dichlöfäthan, sowie Äther wie Diäthyläther, Tetrahydrofuran und i,2-Dimethoxyäthan. Die Reaktioii wird normalerweise bei einer Temperatur von etwa -20⁰C bis etwa 50¹X" und vorzugsweise bei etwa 25^CC 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.

ι 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 R Wasserstoff ist. kann auch durch Entfernung der Schutzgruppe R¹ aus einer Verbindung der allgemeinen Formel I, worin R' eine Penii-riiincarboxyschutzgruppe ist. erhalten werden. In diesem Fall kann R eine beliebige Carboxyschutzgruppe sein, die konventionellerweise auf dem Penicillingebiet zum Schutz von Carboxygruppen in der 3-Steilung verwendet wird. Die . Jentität der Carboxyschutzgruppe ist nicht kritisch. Die ein/igen Anforderungen an die Carboxyschutzgruppe R' sind: (i) sie muß während der Oxidation der Verbindung der allgemeinen foimeln II oder III stabil sein und (ii) sie muß aus der Verbindung der allgemeinen Formel I entfernt werden können unter Anwendung von Bedingungen, bei denen das /J-Lactam im wesentlichen intakt bleibt. Typische Beispiele, die verwendet werden können, sind die Tetrahydropyranvlgruppe, die Benzylgruppe. substituierte Benzylgruppen. z. B. 4-NitrobenzyI. die Benzylhydrylgruppe. die 2,2.2,-Trichloräthylgruppe. die t-Butylgruppe und die Phenacylgruppe. In diesem Zusammenhang wird auf die weiteren folgenden Druckschriften verwitsen: 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 Penicillincarboxv schutzgruppe wird in konventioneller Weise entfernt, wobei auf die Labilität des /M-aelamringsystems ausreichend Rücksicht genommen wird.

In gleicher Weise können Verbindungen der allgemeinen Formel I. worin R¹ die zuvor angegebene Bedeutung besitzt, durch Oxidation einer Verbindung der folgenden allgemeinen Formel hergestellt werden:

,Π

(II,

COOR¹

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

Verbindungen clef allgemeinen Formel I, worin R¹ ein in vivo leicht hydrolysicrbarer, esfcrbÜdender Rest ist, können direkt aus der Verbindung der allgemeinen Formel I. worin Ii' ein Wasscrstoffaiom ist, durch Veresterung hergestellt werden. Die gewählte, spezifische Methode hängt natürlich von der genauen Struktur des cstcrbildcnden Restes ab. jedoch kann' eine geeignete Methode von dem Fachmann auf deni Gebiet in einfacher Weise ausgewählt werden. Falls R¹ aus den Gruppen 3-Phthalidyl. 4-Crotonolactonyl. y-butyrolaeton-4-yI und Gruppe» der allgemeinen Formeln X und IX, worin R¹, R⁴ und W die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen, ausgewählt wird, können die 'Verbindungen durch Alkylierung der Verbindung der allgcmenien Formel I, worin R¹ Wasserstoff ist. mit einem 3-Phthalidylhalogenid. einem 4-Crotonolactonylhaloßcnid. einem i'-Bulyrolacton^-ylhalogcnicl oder einer Verbindung der allgemeinen Formeln

R¹ O

ί Ι!

Q ( O C \C

R⁴

R¹ O

O C O C O R' R⁴

(XIIl

(XIII)

worin Q ein Halogenatom ist und R¹. 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 vortcilhaficrweise durch Auflösen eines Salzes der Verbindung der allgemeinen Formel I. worin R' Wasserstoff ist. in einem geeigneten, polaren, organischen Lösungsmittel wie N.N-Dimcthylformamid und anschließende Zugabe von etwa I Mol-Äquivalent «.!ta < !rtitjgcniub durchgeführt. Wenn die Reaktion im wesentlichen bis /um Abschluß vorangeschriltcti ist. wird das Produkt nach Standardarbeitsweisen isoliert. Oftmals reicht es aus. das Reaktionsmediuni 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 Lösungsmiltelabdampfen zu gewinnen. Üblicherweise eingesetzte Salze des Ausgangsmatcrials sind Alkalimctallsalzc wie das Natrium- und Kaliumsalz, sowie lcrt.-Aminsalze wie Salze von Triethylamin. N-Äthylpiperidin. N,N-Dimethylanilin und N-Methylmorpholin. Die Reaktion wird bei einer Temperatur im Bereich von 0"C bis 10O⁰C und üblicherweise bei etwa 25T durchgeführt. Die erforderliche Zeit bis zum Abschluß variiert in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Faktoren wie der 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 Alknlimcialljodids hinzuzusetzen. Dies hat den F.ffckt der Beschleunigung der Reaktion Unter Berücksichtigung der zuvorgenannten Faktoren werden üblicherweise Reaktionszeiten von etwa I bis etwa 24 Stunden angewandt.

Pcriicillaiisäurc-Ift-oxid, die Verbindung der allgemeinen Formel II, worin R¹ Wasserstoff ist, kann durch Dcbroinicriiiig von ö.e-Dibromperiicillinsäure-lft-oxid hergestellt werden. Die Dcbromieruhg kann unter Anwendung einer konventionellen ilydrogcnolyselechnik durchgeführt werden. So wird eine Lösung von e.ö-Dibrompcnicillarisäurc-liv-oxid unter einer Atmosphäre von Wasserstoff oder Wasserstoff vermischt mit einem inerten Verdünnungsmittel wie Stickstoff oder Argon in Anwesenheit einer kalalylisehen Menge eine«. Palladium-auf-K al/iumcarbonat-ka ta Iy sä lors gerührt oder geschüttelt. Geeignete Lösungsmittel für diese pcbroniicrung sind niedere Alkanole wie Methanol. Äther wie Tetrahydrofuran und Dioxan, niedermolekulare f.slcr wie Allylacetat und Butylacetat. Wasser und Mischungen dieser Lösungsmittel. Jedoch ist die Auswahl von Bedingungen, unter denen die Dibromverbindung loslich 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 Ge\v.°/o. bezogen auf die Dibromverbindung. bis zu einer gleichen Gewichtsmenge wie die Dibromverbindung voi !landen, obwohl größere Mengen eingesetzt werden kö»ncn. Die Reaktion erfordert üblicherweise 1 Stunde, danach wird die Verbindung der allgemeinen Formel II. worin R' Wasserstoff ist. durch einfaches Filtrieren und anschließende F.ntfernung des Lösungsmittels im Vakuum gewonnen.

6.6-Dibrompenicillansilure-1·\-οχid wird durch Oxidation von 6.6-DibrompenicilIansäurc mit I Äquivalent S-Chlorperbenzocsäure in Tetrahydrofuran bei 0-25 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-Dibrompc hicillansäure wird nach der Methode von Clayton. Journal of the Chemical Society (London). (C). 1969. 2123. hergestellt

Pcnicillansäure-l/foxid, die Verbindung der allgemeinen ruiliici in.

i\ rvaaaeia

ίυίί

U.lllll UUILII

kontrollierte Oxidation von Penicillansäurc hergestellt werden. So kann es durch Behandlung von Pcnicillan säure mit 1 Mol-Äquivalent S-Chlorpcnzoesäurc in einem inerten Lösungsmittel bei etwa O'C für etwa 1 Stunde hergestellt werden. Typische Lösungsmittel, die verwendet werden können, umfassen chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Chloroform und Dichlormcihan. Äther wie Diälhyläthcr und Tetrahydrofuran und niedermö'ekulare Ester wie Äthylacetat und Butylacelat. Das Produkt wird nach konventionellen Arbeitsweisen gewonnen.

Pcniciilansäure wird nach der Beschreibung der GB-PS 10 72 108 hergestellt.

Verbindungen der allgemeinen Formeln II und III. worin R¹ ein in vivo leicht hydrolysierbarer. esterbildcnder Rest ist. können direkt aus der Verbindung der allgemeinen Formeln II oder III. worin R' Wasserstoff ist, durch Veresterung unter Anwendung von Standard arbeitsweisen hergestellt werden. Falls R¹ eine 3-PhthalidyI-4-Crotonolactonyl-, y-Butyrolacion-4-yIgruppe oder eine Gruppe der allgemeinen Formeln X oder XI. worin R¹. R' und R^- die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen, ist. körcnen die Verbindungen durch Alkylierung der geeigneten Verbindung der allgemeinen Formeln Il oder IfI. worin R' Wasserstoff ist. mit einem 3-PhthalidyIhalogenid. 4-CrotonoIactonyIhalogcnid. einem }'-Butyrolacton-4-ylhalogcnid oder einer

Verbindung der allgemeinen Formeln XII oder XIII hefgestellt werden. Die Reaktion wird in exakt derselben Weise, wie zuvor zur Verbesserung von PcnicillansäurelJ-dioxid mit einem 3-l'hthaliclylhalogem'd, einem 4-Crotonolacionylhalogenid, einem y-fJulyrolacton-4-ylhalogcnid oder einer Verbindung der allgemeinen Formeln XII oder XlII erwähnt, durchgeführt.

Alternativ können die Verbindungen der allgemeinen Formel H. worin R' ein in vivo leichi hydrolysierbarer. esterbildender Rest ist. durch Oxidation des geeigneten Esters von 6,6Dibrompeni(.illansäure und anschließen de Debromierung hergestellt werden. Die Ester von 6.6 Dibrompenicillansäure werden aus 6,6-Dibrompenicillansäure nach Standardmethoden hergestellt. Die Oxidation wird beispielsweise durch Oxidation mit I Mol-Äquivalent an 3-Chlorperbenzoesäure durchgeführt, wie zuvor für die Oxidation von 6,6-Dibrompenicillansäure /u ö^-Dibrompenicillansäure-lic oxid erwähnt, und die Debromierung wird wie zuvor für die Debromierung von b.ö-Dibrompenicillansäure-liX-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 I Mol-Äquivalent an 3-Chlorperbenzoesäure durchgeführt, wie zuvor für die Oxidation von Penicillansäure zu Penicillansäure-.'/3-oxid erwähnt.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel H₁ worin R¹ eine Carboxyschutzgruppe ist, können auf zwei Wegen erhalten werden. Sie können dadurch hergestellt werden, daß nur Penicillansäure-la-oxid verwendet wird und eine Carboxyschutzgruppe hieran gebunden wird. Alternativ können sie wie folgt erhalten werden: (a) Bindung einer Carboxyschutzgruppe an 6,6-Dibromnpnirilloncänr»· ih\ OvWo(I^r. Aor iT«tA;ihipn Rfi.ni-

brompenicillansäure zu einem geschützten 6,6-Dibrompenicillansäure-la-oxid unter Verwendung von 1 Mol-Äquivalent an 3-Chlorperbenzoesäure und (c) Debromierung des geschützten 6,6-Dibrompenicillansäure-1 a-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/?-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 III, 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 MoI-Verhältnis von 1 :1 in einem wäßrigen, nichtwäßrigen oder partiell wäßrigen Medium, je nach Eignung. Sie werden dann durch nitration, 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 -alkoxidc wie auch Erdalkalimetall-hydroxide, -carbonate, -hydride und -alkoxide. Repräscntalive Beispiele solcher Basen sind primäre Amine wie n-Propylamin, n-Öutylamin, Anilin, Cyclohexylamin, Bcn/yliimin und Octylamin; sekundäre Amine" wie Diethylamin, Morpholine Pyrrolidin und Piperidin; terliiire Amine wie Triäthylamin. N-Athylpiperidin, N Methylmorpholin und l.5-Dia/abicyclo[4.3.0]non-5-en. Hydroxide wie Natriumhydroxid, Kaliunihydroxid.

It 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 allgemeinen Formeln I, Il und III sind Natrium-, Kalium- und Triäthylaminsalze.

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

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

ji 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 Einrich-

tung verwendet wird. Für ein Übernachtswachstum unrgpsphpnp Röhrrhpn wprripn mit rlpm lOOfarhpn 7iir Verwendung als Standardinoculum (20 000-10 000 Zellen in annähernd 0,002 ml werden auf der Agaroberfläche angeordnet; 20 ml von BHi-agar/Schale) verdünnt. Zwölf 2fache Verdünnungen der Testverbindung werden verwendet, wobei die Anfangskonzentrationen der Testverbindung 200 μg/ml 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 PeniciIlansäure-1,1-

ϊϊ dioxid gegenüber verschiedenen Mikroorganismen sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I

Antibakterielle Aktivität in vitro von Penicillansäurew) 1,1-dioxid

Mikroorganismus

MIC
(.■ig/ml)

Staphylococcus aureus
Streptococcus faecalis
Streptococcus pyogenes

100

>200

100

ίί

l-'ortscl/ιιημ

Mikroorganismus

MtC (vg/πΊΐ)

Escherichia cols
Pseudomonas acruginosa
Klebsiella prieumoniae
Proteus mirabilis
Proteus morganis
Salmonella typhimurium
Pasteurclla multicida
Serralia marccscens
Enlerobaclcr acrogencs
Eiiterobacter clocae
Citrobactcr freundii
Frovidencia

Staphylococcus epidermis
Pseudomonas pucida
llemophilus influenzac
Neisseria gonorrhocae

50 200

50 100 100

50

50 100

25 100

50

iüu

200

>200

>50

0.312

Die aiHibaktericllc Aktivität in vitro der Verbindung der allgemeinen Formel I, worin R¹ ein Wasserstoffalom ist, macht sie als industrielles, antimikrobiclles 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 nichtloxischen 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 sn 2ktiv2m !nh°!'ss*o*'f von ctvn 0! Gcv ⁿJz bis etwa 10 Gew.-%, 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 antibaklericllc Wirksamkeit von Penicillinen und Gephalosporinen gegen zahlreiche Mikroorganismen, insbesondere diejenigen, die ß-Lactamase bilden. Die Art und Weise* in Welcher diese τ Verbindungen der allgemeinen Formel I die Wirksamkeit von einem Penicillin oder Cephalosporin erhöhen, kann anhand von Experimenten abgeschätzt werden, bei denen der MIG-Wert eines vorgegebenen Atibiolikums alleine und einer Verbindung der allgemeinen

ίο Formel I allcine gemessen werden. Diese MlC Werte werden dann mit den M IC-Werten verglichen, welche mit einer Kombination des vorgegebenen Antibiotikums und der Verbindung der allgemeinen 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 F.rhöhung der Aktivität angesehen. Die MiC-Werte von Kombinationen werden unter Anwendung der von Barry und Sabath in »Manual of Clinical Microbiology«, herausgegeben von Lenctte, Spaulding und Truant, 2. Auflage (1974) American Society for Microbiology beschriebenen Methode gemessen.

Die Ergebnisse von Experimenten, die zeigen, daß Penicillansäure-U-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 ampicillin-resistente Stämme von Staphylococcus aureus 200 [ig/ml beträgt. Jedoch liegen

jo die häufigsten MIC-Werte von Ampicillin und Peniciliansäure-l,l-dioxid in Kombination bei 1,56 bzw. 3,12μg/ml. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß während Ampicillin alleine einen häufigsten MIC-Wert von 200 μg/ml gegen die 19 Stämme von Staphylococ-

H cus aureus besitzt, sein häufigster M IC-Wert auf 1,56 μg/ml in Anwesenheit von 3,12 μg/ml Penicillansäure-U-dioxid reduziert wird. Die anderen Werte der Tabelle I! zeigen eine Steigerung der antibakteriellen Wirksamkeit von Ampicillin gegenüber 26 ampicillin-resistenlen Stämmen von Haemophilus influjnzae, 18 o»vtr*ir»i!lir».rACIcf*»n)i»n Qtömnipn \mn I^loKciollo r»n»nrr»*^

niae und 15 Stämmen von anaeroben Bacteroides fragilis. Die Tabellen III, IV und V zeigen die Steigerung der antibakteriellen Potenz von Benzylpenicillin (Peni-■n cillin G), Carbenicillin (oc-Carboxybenzylpenicillin) bzw. Cefazolin gegenüber Stämmen von S. aureua, H. influenzae, K. pneumoniae und Bacteroides fragilis.

Tabelle II

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

Mikroorganismus

Anzahl der Slämmc

Häufigster MIC-Wert von Ampicillin alleine

Häufigster
MIC-Wert von
PA-I,l-dioxid
alleine

Häufigsie MIC-Werte von Ampicillin und PA-i,I-dioxid in
Kombination

Ampicillin

PA-I,I-dioxid

Staphylococcus aureus !9

Haemophilus inlluenzae 26

Klebsiella pneumoniae 18

Bacteroides fragilis 15

200

>200

50

50

1,56
0,78
6,25
1,56

3,12
3,12
6,25
0.78

13 14

Tabelle III

Einfluß von Penicillansäure-l,l-dioxid (PA-1,1-dioxid) aufdie antibakteriell Aklivitiit von l'enillin G

Mikroorganismus	Anzahl der	I läufigster	Häufigster	IIäufigclc MIC-Wcrte von Peni
	Stämme	MIC-Wcrt von	MIC-Wen von	cillin G und PA-1,l-dioxid in
		Penicillin G	PA-I,l-dioxid	Kombination
		allcinc	allcinc	Penicillin ΡΛ-Ι,Ι-dioXid

Staphylococcus aurcus 20

Haemophilus unflucnzac 25

Klebsiella pneumoniac 24

Bacleroidcs fragilis 15

200

100

50

50

3,12
0,78
25
1,56

6,25
1,56

0,39

Tabelle IV

Einflut¹ von Pcnicillansiiurc-I,l-dioxid (I¹A-I,l-dioxid) aufdic antibaktcriclic Aklivilät von Carbenicillin

Mikroorganismus

Anzahl der	Häufigster	Häufigster	Häufigste MIC-Wcrte von Car	'A-l.I-dioxid in
Stämme	MIC-Wcrt von	falC-Wcrl von	benicillin und I
	Carbenicillin	PA-I. l-dioxid	Kombination	ΡΛ-Ι. l-dioxid
	allcinc	allcinc	Carbenicillin	6,25
20	12,5	200	6,25	0,78
25	6,25	100	0,39	6,25
16	>400	50	50	0,78
15	50	50	3,12

Staphylococcus aurcus
Iiaemophilus influenzac
Klebsiella pneumoniac
Bacteroidcs fragilis

tabelle V

IZiniluB von Pcnicillansäurc-I,l-dioxid (PA-I,l-dioxid) auf die antibakteriell Aktivität von CcTazolin

Mikroorganismus

Staphylococcus aureus
Haemophilus influenzac
Klebsiella pneumoniac
Bacteroides fragilis

Anzahl der	Häufigster	Häufigster	Häufigste MIC-Wcrte von	PA-I.l-dioxid in
Stämme	MIC-Wcrt von	MIC-Wcrte von	Ccfazolin und
	Cefaznlin	PA-I.l-dioxid	Kombination	I1A-I,l-dioxid
	allcinc	allcinc	Ccfazolin	25
20	Ö,7a	2ÖÖ	Ö.2	0,20
25	25	200	3,12	25
3	100	50	6,25	6.25
15	200	50	6,25

Die Fähigkeit von Verbindungen der allgemeinen Formel 1, worin R¹ ein Wasscrsloffalom oder ein in vivo leicht hydrolysierbarer, esterbildender Rest ist, zur Förderung der Wirksamkeit eines Penicillins oder Cephalosporins gegenüber /?-Lactamase bildenden Bakterien macht sie für eine Coapplikation mit diesen 0-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 Verdosiening vorzunehmen, bevor mit der Behandlung mit einem Penicillin oder Cephalosporin begonnen wird.

Bei Verwendung von Pcnicillansäurc-l.l-dioxid od:
einem in vivo leicht hydrolysierbarcn Ester hiervon zur 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-l.i-dioxid oder einem in vivo leicht hydrolysierbaren Ester hiervon als einziges, antibaktcriclles Mittel können angewandt werden, wenn eine Coapplikation mit einem anderen Penicillin oder Cephalosporin beabsichtigt ist. Fine pharmazeutische Zusammensetzung bzw. ein Arzneimittel, das einen pharmazeutisch annehmbaren Träger, ein Penicillin oder Cephalosporin und Penicillansäure-I.l-dioxid 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 Pcnicillansäiire-l.l-dioxid oder eines in vivo leicht hydrolysierbaren F.sters hiervon in Kombination mit einem anderen Penicillin oder

Cephalosporin 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 Penicillansaure-1,1-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 Penicillansäure-1,1-dioxid oder eines in vivo leicht hydrolysierbaren Esters hiervon in Kombination mit einem weiteren Penicillin oder Cephalosporin die tägliche, orale Dosismenge jeder Komponente normalerweise im Rereich von etwa 10 bis etwa 200 mg pro kg Körpergewicht, und die tägliche parenterale Dosismenge für jede Komponente beträgt normalerweise etwa 10 bis etwa <0C 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 Penicillansaure 11-dioxid und dessen in vivo leicht hydrolysierbare Ester coappliziert werden können,^ind: 6-(2- Phenv lacetamidoj-penicillansäure.
6-(2 Phenoxy acetamidoj-penicillansäure.
6-(2- Phenv IpropionamidoJ-penicillansäure.
6-(D-2 Amino-2-pheny!acetamido)-penicillan-

saure.
6-[D 2 Amino 2-(4hydroxyphenyl)-acetamido]-

penicillansäure.
6-[D ^-Amino^-fM-cycIohexadienylJ-acet-

amido]· penicillansaure.

6-(I Aminocvclohexancarboxamido)-penicillansaure.
6-(2 C arbow 2-phenylacetamido)-peniciIlan-

saure.
6-[2 C arhoxy 2-(3-thienyl)-acetamido]-

penicillansaure.
6-[D 2(4 Äthylpiperazin^J-dion-l-carbox-

amido) 2-pheny!acetamido]-penicillansaure,
6-[[) 2(4 hydroxy -1.5-naphthyridin-3-tarboxamido) 2-phenylacetamidojpemcillansäure.
6-(D-2 Sulfo-2 phenylacetamidoj-penicillan-

saure.
6-(D 2SuIfOiUTiInO-2-phenylacelamido)-

penicillansäure.
6-[D-2(lmidiizolidin-2-on-1 -carboxamido)-

2 phenylacetamidoj-penicillansäure.
o-tD-iS-Methylsulfonylimidazolidin^-on-l-carbox-

amido)-2phenylacetamido]-penicillansäure,
6-[(Hexahydro-lH-az:epin-lyl)-methylenamino]-

penicillansäure.
AcetoxymethyI-6 (2-phenylacetamido)-

penicillanat.
Acetoxymethyl-6-(ü-2-amino-2-phenylacetamido)-

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

pheny I)- acetamido]- penicillanai.
Pivaloyloxymethy1-6-(2-phenylacetamido)-

penicillanat.
Pivaloyloxymethyl'b'(D*2-amino'2-phenylacet·

amido)-penieillanat,
Pivaloyloxymethyl-6-[Dⁱ2'äniinö'2'(4-hydröxy·'

phenyl)-acetamido]'penicillanat,
l-(Äthoxycarbonyloxy)-äthyI-6-(2-phenylacet·
amido)-penicillanat,

535

(yVy
2-phenylacetamido)-pcnicilIanat_<

l-(ÄthoxycarbonyIoxy)-äthyI-6-(D-2-amino-

2-[4-hydroxyphenyl]-acetamido)-peniciIlanat, 3-PhthaIidyl-6-(2-phenylacetamido)-penicillanat, 3-Phth2Üdyl-6-(D-2-amino-2-phenylacetamido)-

penicillanat,
3-PhthaIidyl-6-[D-2-amino-2-(4-hydroxyphenyl)-

acetamido]-penicillanat,
6-(2-Phenoxycarbonyl-2-phenylacetamido)-

penicillansäure,
6-(2-Toly!oxycarbonyI-2-phenylacetamido)-

penicillansäure,
6-[2-(5-IndanyIoxycarbonyl)-2-phenylacetamido]-

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

penicillansaure,
6-[2-ToIyIoxycarbonyl-2-(3-thienyl)-acetamido]-penicillansäure.

amidoj-penicillansäure.
6-(2,2-Dimethyl-5-oxo-4-phenyl 1-imidazolidinyl)-ⁿen!C!Ü3nssure.

7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-cephaIosporansäure, 7-[2-(l-Tetrazolyl)-acetamido]-3-[2-(5-methyl-1.3.4-thiadiazolyl)-thiomethyl]-3-desacetoxymethylcephalosporansäure. 7-(D-2-Amino-2-phenylacetamido)-desacetoxycephalosporansaure.

7-a-Methoxy-7-[2-(2-thienyI)-acetamido]-3-caΓbamoyloxymeιh>l-3-desacetoxymethylcephalosporansäure.

7-(2-Cvanoacetymido)-cephalosporansäure. 7-(D-2-Hydroxy-2-phenyIacetamido)-3-[5-(lmethyl-tetrazolyl)-thiomethyl]-3-desacetoxymethylcephalosporansäure. 7-[2-(4-Pyndylthio)-acetymido]-cephalosporan-

säure.
7-[D-2 Amino-2-( 1.4-cyclohexadienyl)-acetamido]-cephalosporansäure.

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

Wie dem Fachmann an sich bekannt, sind einige dei zuvorgenannten /J-Lactamverbindungen bei der oraler oder parenteralen Applikation wirksam, währenc andere nur bei Applikation au' parenteralem We^ wirksam sind. Wenn Penicillansaure-1.1 dioxici oder eir in vivci leicht hvdrolysierba-er Ester hiervon ,gleichzeitig, d. h. zusammengemischt, mit einem Penicillin odei Cephalosporin, das nur bei parenteraler Applikatior wirksam ist. verwendet wird, ist eine Kombinatmnsfor mulierung erforderlich, die fur die parenterale Anwendung geeignet ist Wenn das Penicillansäure-I.ldioxic oder der Ister hiervon gleichzeitig (zusammenge mischt) mit einem Penicillin oder Cephalosporin da! oral oder parenteral wirksam ist. gleichzeitig verwende! werden soll können fur entweder die orale odci parenteral Applikation geeignete Kombinationer hergestellt werden. Weiterhin is! es möglich. Präparationen des Pennillansäure l.l-dioxids oder des Ester; hiervon oral zu apphzieren. während gleichzeitig eir weiteres Penicillin oder Cephalosporin pareniera aplliziert wird, ebenfalls ist es möglich, Praparationef des Peniciilahsaüre* t,1 -dioxids oder des Esters hiervor parenteral zu applizieren. während gleichzeitig da: weitere Penicillin ader Cephalosporin oral gegeber wird.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiek näher erläutert. Die IR-Speklfen (Infrafotspektren]

030 264/34!

ZO

OC

wurden an K-aliumbromidscheiben (KBr-Seheiben) oder als Nujol-Präparate gemessen, und die der Zuordnung dienenden Absorptionsbanden sind in Wellenzahlen (cm"') angegeben. Die Spektren der kernmagnetischen Resonanz (NMR) wurden bei 60MHz an Lösungen in Deuterochloroform (CDCI3), Perdeuterodimethylsulfoxid (DMSO-de) oder Deuteriumoxid (D₃O) gemessen, und die Stellungen der Spitzen sind in Teilen pro Million (ppm) abwärts von Tetramethylsilan oder Natrium-2,2-dimethyl-2-siIapentaji-5-sulfonat angegeben. Die folgenden Abkürzungen für die Spitzenformen werden verwendet:

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

q = Quartett; m = Multiplen.

Beispiel 1
Penicillansäure-1,1 -dioxid

Zu einer Lösung von 6,5i g = 41 mmol Kaliumpermanganat in 130 ml Wasser und 4,95 ml Eisessig, abgekühlt auf etwa 5⁰C, 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 Natriumehloridiösung 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- dt,) des Produktes zeigte Absorptionen bei

1.40(s. 3H). 1.50(s. 3H).

3.13 (d von d's. I H. J = 16 Hz. J₂ = 2 Hz).

3.63 (d von d's. 1 H. J= 16 H/. | > = 4 Hz),

4.22(s.l H)und

5.03 (d von ds. I H. J. =4 Hz. J. = 2 Hz) ppm.

Beispiel 2
Penicillansäure· 1.1 -dioxid

Zu einer gerührten Lösung von 8.27 g Benzylpcmiillanat-l.t-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 /u dem Filtrat hinzugesetzt. Die Vereinigte Lösung wurde im Vakuum zur Entfernung des größten Teils der organischen Lösungsmittel eingedampft, dann wurde der Rückstand zwischen Allylacetat und Wasser bei einem pH-Wert von 2,8 Verteilt. Die Äthylacetatschicht wurde entfernt, und die Wäßrige Phase wurd_e weiter mit Äthylacelat extrahiert, Die Vereinigten Äthylacetatlösungen Wurden mit gesättigter Natriumehloridiösung gewaschen^ unter

Verwendung von Natriumsulfat getrocknet und dann im Vakuum eingedampft Der Rückstand wurde in einem

1 :2-Gemisch von Äthylacetat-Äther aufgeschlämmt, wobei 2,37 g der in der Überschrift 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.

IQ Beispiel 3

Pivaloyloxymethylpenicillanat-1,1 -dioxid

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

2 ml Ν,Ν-Dimethylformamid wurden 0,215 g = 2,50 mmol Diisopropyläthylamin und anschließend 0365 ml Chlormethylpivalat hinzugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde bei Zimmertemperatur für 24 Stunden gerührt, dann wurde es mit Äthyiacetat und Wasser verdünnt. Die Äthylacetatschicht wurde abgetrennt und dreimal mit Wasser und einmal mit gesättigter Natriumehloridiösung gewaschen. Die Äthylacetatlösung wurde dann unter Verwendung von wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei 0,700 g des i.i der Überschrift genannten Produktes als Feststoff mit F. 103-4⁰C erhalten wurden. Das NMR-Spektrum des Produktes (in CDCl)) zeigte Absorptionen bei:

1.27 (s.9 H), 1,47 (s. 3 H). 1.62 (s, 3 H),
3.52 (m, 2 H). 4.47 (s. 1 H).

in 4.70 (m.l H). 5.73 (d, 1 H. J = 6.0 Hz)

und 5.98 (d. 1 H. J =6.0 Hz).

Beispiel 4
3-Phthalidylpenicillanat-1,1-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 •40 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-•r> ter Natriumehloridiösung 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 vi Produktes (in CDCIi) zeigte Absorptionen bei:
1.47 (s. 6 H). 3.43 (m.l H).
4.45(s.l H).4.62(m.l H).
7.40 und 7.47 (2s's. 1 H) und
7.73 (m. 4 H) ppm.

Beispiel 5
I -(A thoxycarbonyloxy) äthylpenicillana ti. 1-dioxid

Ein Gemisch von 0.654g Penicillansäurel.1-dioxid, mi 0.42ml Triälhylamm. 0.412g l-Chloräthyl-äthylcarbonat, 0,3öÖ g Natriumbromid und 3 ml N,N*DimethyU ■formamid wurde bei Zimmertemperatur für 6 Tage gerührt, Dann wurde es durch Verdünnen hiervon ffiit Allylacetat und Wasser aufgearbeitet, und der pH'Wert wurde dann auf 8,5 eingestellt. Die Äthyläcelatschicht wurde abgetrennt, dreimal mil Wasser und einmal mit gesättigte!· Natriumehloridiösung gewaschen,darin wurde sie unter Verwendung von

wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Äthylacetat wurde durch Abdampfen im Vakuum entfernt, wobei 0390 g der in der Oberschrift genannten Verbindung als öl zuröckblioben.

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 Äthyiacetat und Wasser bei pH = 8 verteilt. Das abgetrennte und getrocknete Äthyiacetat wurde dann im Vakuum eingedampft, wobei 150 mg der in der Überschrift genannten Verbindung erhalten wurden (Ausbeute etwa 7%). Das IR-Spektrum (Film) des Produkts zeigte Absorptionen bei 1805 und 1763 cm-'.

Das NMR-Spektrum (CDCl₃) zeigte Absorptionen bei:

!,43(m. 12B),3,47(m,2H),

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

4,37 (m.l H),4,63 (m, 1 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 Äthylacetat wurde eine Lösung von ?5,7 g = 0,155 mol Natrium-2-äthyIhexanoat in 200 ml Äthyiacetat gegeben. Die erhaltene Lösung wurde 1 Stunde yerührt, dann wurde ein weiterer 10%iger Überschuß jn Natrium-2-äthylhexanoat in einem kleinen Volumen on Äthylacetat hinzugegeben. Das Produkt begann unmittelbar auszufallen. Das Rühren wurde für 30 Minuten fortgeführt, dann wurde der Niederschlag durch Filtration entfernt. Es wurde aufeinanderfolgend mit Äthylacetat, mit 1 : 1 Äthylacetat-Älher und mit 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 Natriurnsalzes erhalten wurden, das mit einer geringen Menge an Äthylacetat verunreinigt war. Der Äthylacelatgehalt 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 '.
Das NM R-Spektrum(D2O) zeigte Absorptionen bei:

l.48(s.3 H), 1.62(s, 3 H),

3.35 (d von d's. I H. J, = 16 Hz, J₂ = 2 Hz),

3.70 (d von d's. I H. |, = 16 Hz, h = 4 Hz),

4,25 (s, 1 H) und

5,03 (d von d's. 1 H. Ji =4 Hz, )> = 2 Hz) ppm.
Das in der Überschrift genannte Natriumsalz kann ebenfalls unter Verwendung von Aceton anstelle des Äthylacetats hergestellt werden.

Beispiel 7
Periicillansäurc*l,1*dioxidi

Zu einem Gemisch Von 760Ö ml Wasser und 289 ml Eisessig wurden portionsweise 379,5 g kaiiumpermarl· gahät hinzugeben. Dieses Gemisch Wurde 15 Minuten geführt, dann wurde es auf 0⁰C abgekühlt. Hierzu wurde dann unter Rühren ein Gemisch gegeben, das aus 270 g PeniGÜIahsäure, 260 ml 4 N NatriümhydroxiclIösUng und 2400 ml Wasser (pH 7,2) hergestellt worden und dann auf 8°C gekühlt worden war. Die Temperatur stieg auf 15°C während dieser Zugabe an. Die Temperatur des erhaltenen Gemisches wurde auf 5° C herabgesetzt und ι 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

in Rühren von 5 Minuten wurde das Gemisch filtriert. Zu dem Filtrat wurden 4,01 Äthyiacetat 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 ϊ weiteren Äthylacetatextrakten vereinigt Die vereinigte, organische Schicht wurde mit Wasser gewaschen, über MgSO-i getrocknet und fast bis zur Trockne im Vakuum eingedampft Die so erhaltene Aufschlämmung v/urde 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.

2-, Beispiel 8

Pivaloyloxymethylpenicillanat-1,1 -d.oxid

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

«ι wurden 0,8 g 3-ChIorperbenzoesäure 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 la- als auch das

η Ιβ-Οχ\ά enthielt.

Die Chloroformlösung wurde auf etwa 20 ml konzentriert, und es wurden weitere 0,8 g 3-Chlorperben:.oesäure zugesetzt. Dieses Gemisch wurde über Nacht bei Zimmertemperatur gerührt, dann wu-Ηε das gesamte

w 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

■r, Vakuum entfernt. Her 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 cer wäßrigen Phase wurde auf 8,0 erhöht, und die

',n S'-chichten 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

-,t 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 (CDCIi) zeigte Absorptionen bei:

1,23 (s. 9 H). 1,50 (s. 3 H), 1.67 (s, 3 H),

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

Beispiel 9
3'PlHhalidylpenicillanat· 1,1 -dioxid

Zu einer Lösung Von 713 mg 3-Phthalidylpenicillanat lh 3 ml Chloroform wurden 0,430 g 3-ChlorperbenZoe-

säure bei ca. 10° C hinzugegeben. Das Gemisch wurde 30 Minuten gerührt, dann wurde eine weitere Menge von 0,513 g 3-ChIorperbenzoesäure zugesetzt Das Gemisch wurde 4 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt, dann wurde das Lösungsmittel durch Eindampfen im Vakuum entfernt Der Rückstand wurde zwischen Äthylaceut 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 (CDCI₃) zeigte Absorptionen bei: '5

1,62(m,6H),33(m,2H),4^2(p.l 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-i,'· dioxid in 30 ml Methanol und 10 ml Ätnylacetat 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 Lösungsmittel wurde durch Abdampfen entfernt. Der Rückstand wurde zwischen Äthylacetat und Wasser bei pH = 8,5 verteilt, und die jt> 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 r> der Überschrift genannten Verbindung als kristalliner Feststoff erhallen.

Beispiel 11
Penicillansäure-1,1-dioxid

Eine gerührte Lösung von 512 mg4-Nitrobenzylpenicillanat-l.i-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 -r, 1,4 ml 1.0 N 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 Äthylacetatschicht wurde entfernt und im >n Vakuum eingedampft, wobei 300 mg des Ausgangsmaterials erhalten wurcen. Frisches Äthylacetat wurde zu tier wäßrigen Phase hinzugesetzt, und der pH-Wert Wurde auf 1,5 eingestellt. Das Äthylacetat wurde entfernt, getrocknet und in Vakuum eingedampft, wobei r, 50 mg der in der Überschrift genannten Verbindung erhalten wurden.

Beispiel 12
1 -Methyl-1 -(acetoxy)-äthylpenicillanat 1.1 dioxid

Zu 2,33 g PeniciHansäure-1,1-dioxid in 5 ml N₁N-Dimethylforrnämid wurden 1,9 ml Äthyldiisöpropylamin zugegeben, anschließend erfolgte die tropfenweise Zugabe von 1,37 g t-Methyl-l-(acetoxy)-äthylch!orid es bei etwa 20⁰G Das Gemisch wurde bei Umgebungstemperatur über Nacht gerührt, dann wurde das Gemisch mit Äthylacetat inid mit Wasser verdünnt. Die Schichten wurden getrennt, und die Äthylacetatschicht wurde mit Witsser bei pH = 9 gewaschen. Die Äthylace».atlösung wurde dann über NaJSO₄ 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, wobu ein Material mit einem Schmelzpunkt von 90-92" C erhalten wurde.

Das NMR-Spektrum des Rohproduktes (CDCI₃) zeigte Absorptionen bei:

l,5(s,3H),1,62(s,3H),l,85(s,3H),

1,93 (s, 3 H), 2,07 (s, 3 H),

3,43(m,2H),4,3(s.l H) und

4.57 (m,l H) ppm.

Beispiel 13
Penicillansäurc·- 1,1 -dioxid

Zu einer gerührten Lösung von 1.78 g Penicillansäure in Wasser bei pH = 7.5 wurden 1.46ml 40°Aige Peressigsäure zugesetzt, hie:^iI schloß sich eine weitere Zugabe von 2.94 mol 4O^u/oiger '"eressigsäure nach 30 Minuten an. Das Reaktionsgemisch wurde 3 Tage bei Zimmertemperatur gerührt, dann wurde es mit Äthyi acetat und Wasser verdünnt. Es wurde festes Natriumbr sulfit zur Zersetzung von überschüssiger Persäure zugegeben, dann wurde der pH-Wert auf 1.5 eingestellt Die Äthylacetatschicht wurde entfernt über Na.>SO_ä getrocknet und im Vakuum eingedampft Der Ruckstand 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 Pivaloyloxymethylpenicillanat-1-oxid in 5 ml Äthylacetat wurde auf etwa — 15⁼C abgekühlt und es wurden 5 mg Mangan(II)-acetylacetonat hinzugegeben. Zu dem s*.· erhaltenen, dunkelbraunen Gemisch v/urden während einer Zeitspanne vor. mehreren Minuten 0,89 ml40%ige Peressigsäure in kleinen Mengen hinzugegeben. Nach 40 Minuten wurde das Kühlbad entfernt, und das Gemisch wurde bei Umgebungstempel atur 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 Pivaloyloxyrnethylpenicillanat-1.1 -dioxid und Pivaloyloxymethylpemcillanat-1 -oxid bestand.

Dieses Material wurde in Äthylacetat erneut aufgelöst und unter Verwendung von 0.9 ml Peressigsäure und 5 mg ManganfllJ-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.

Die fönenden Beispiele 15 und 16 zeigen die Herstellung des Penicillansäure-i.i-dioxidderivates mit geschützter Carboxygruppe*

Beispiel 15
Benzylpenicillanal· 1,1 -dioxid

Zu einer gerührten Lösung von 6,85g = 24mmol Benzylpenicillanat in 75 ml von an Äthanol freiem

Chloroform unter Stickstoff in einem Eisbad wurden in zwei Portionen, mehrere Minuten voneinander ge^ trennt, 4,78 g 85% ,-eine 3-Chlorperbenzoesäure hinzugegeben. Das Rühren wurde für 30 Minute« in dem Eisbad und dann für 45 Minuten ohne äußere Kühlung fortgeführt. Das Reaktionsgemisch wurde mit wäßri* gern 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 : i -Gemisch von Benzylpenicillanat-l-oxid und Benzylpenicillanat-U-dioxid war.

Zu einer gerührten Lösung von 4,85 g des zuvor erhaltenen 5,5 :1 Sulfoxid-SuIfon-gemisches in 50 ml von Äthanol freiem Chloroform unter Stickstoff wurden 3,2 g 85% reine 3-Chlorperbenzoesäure bei Zimmertemperatur zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde für 2,5 Stunden gerührt, dann wurde es mit Äthylacetat Verdünnt. Das cfnuiiene 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 NMR-Spektrum des Produktes (in CDCI i) 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.l8(q.2H.| = 12Hz)und

7.36 (s. 5 H) ppm.

Beispiel 16
4-NitrobenzyIpenicillanat-l,l-dioxid

Eine Lösung von 4-NitrobenzylpenicilIanat 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 gerührt. Das Lösungsmittel wurde durch Abdampfen entfernt, und der Rückstand wurde zwischen Äthylacetat und Wasser bei pH =8.5 verteilt. Die Äthylacetatschicht 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 (CDCI₃) zeigte Absorptionen bei:

U5 (s. 3 H). 1,58 (s. 3 H). 3.45 (m. 2 H).

4.42 (s.t H).4,58(m.l H).

5.30 (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-1 «-oxid

Die in der Überschrift genannte Verbindung wurde durch Oxidation von 6,6-Dibrompenicillansäure mit 1 Äquivalent 3-Chlorperbenzoesäure in Tetrahydrofuran bei 0 —25°C während ca. I Stunde entsprechend der Arbeitsweise von Harrison el al.. Journal of the Chemical Society (London) Perkin I, 1976 1772 hergestellt.

Präparation B
Benzyl-6,6-dibrompenicitIanat

Zu einer Lösung von 54 g = 0,l65 ml 6,6-Dibrompeniciliarisäure in 350 ml N.N-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

i) 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 rnii Aiher exirahieri, und die

in Extrakte wurden nacheinander mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung. Wasser und Salzlösung gewaschen. Die über MgSOj getrocknete Ätherlösung wurde im Vakuum eingedampft, wobei ein schmutzigweißer Feststoff erhallen wurde, dieser wurde aus Isopropanol

>5 ümkristallisiert. Hierbei wurden 70,0 g (Ausbeute =95%) der in der Überschrift genannten Verbindung mit F. 75-76" C erhalten.

Das IR-S.iektrum (KBr-Scheibe) zeigte Absorptionen bei 1795 und 1740cm '. Das NMR-Spektrum (CDCh)

jo 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.

ji Präparation C

Benzyl-ö^-dibrompenicillanat-rt-oxid

Zu einer gerührten Lösung von 13,4 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. O⁰C 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 4-5 Natriumbicarbonatlösung und Wasser gewaschen, dann wurde es über Na2SOj 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.ö-dibrompenicillanat-t xoxid als Feststoff.

Das IR-Spektrum (CHCb) 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.I H),
5,18(s,2 H),5,2(s.I H) und
7,3 (s, 5 H) ppm.

Präparation D
2,2.2-TrichloräthylpeniciIlanat

Zu 403 mg Penicillansäure in 10 ml Dichlormethan wurden 25 mg Diisopropylcarbodiimid und anschließend 0,19 ml 2,2,2-Trichloräthanot hinzugegeben. Das Gemisch wurde über Nacht gerührt, dann wurde das Lösungsmittel durch Abdampfen im Vakuum entfernt Das Rohprodukt wurde durch Saulenchromatographie

Unter Verwendung voh Kieselerdegel als Adsorptionsmittel und Chlofoforfh als Eluant gereinigt.

Präparation E
3-Phthalidyipeniciilanat

Zu einer Lösung von 506 mg Penicillansäufe ifi 2 nil Η,Ν-Dimethylformamid wurden 0,476 ml Diisopropylälhylamin Und anschließend 536 mg 3-Phthalidylbromid gegeben. Das Gemisch wurde über Nacht gerührt, dann wurde es mit Äthylacetat uhd Wasner verdünnt Der pH-Wert wurde auf 3,0 eingestellt, und die Schichten wurden voneinander getrennt. Die organische Schicht wurde mit Wasser und anschießend mit Wasser bei pH = 8,0 gewaschen, dann wurde sie unter Verwendung *on wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Die getrocknete Äthylacetatlösung wurde im Vakuum eingedampft, wobei 713 mg des in der Überschrift genannten £ctArc in Pni*m pinpc fllpc prhaltpn wiirrlpn

Das NMR-Spektrum (CDCIj) zeigte Absorptionen i

schicht wurde mit Wasser bei pH = 2,51 und anschließend mit Wasser bei pH =8,5 gewaschen. Die Äthylaeelallösung wurde dann über Na2S0u getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei 3,36 g der in der Überj schrift genannten Verbindung zurückblieben.

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

1,45 (s, 3 H), 1,68 (s, 3 H), 3,32 (m, 2 H),
4,50 (s, 1 H), 5,23 (m, I H),
5,23 (s, 2 H) und 7,85 (q,4 H) ppm,

Präparation H
Penicillansäure- !«-oxid

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 Ν,Ν-Dimethylformamid wurden 1,8 ml Diisopropyl-•thylamin 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 Na2SC>4 getrocknet und dann im Vakuum eingedampft, wobei 3,1 g Pivaioyloxymethyl-e^-dibrompenicillanat in Form tines bernsteinfarbenen Öles, das langsam kristallisierte, erhalten wurden.

Dieser Ester wurde in 100 ml Methanol aufgelöst, und wurden 3,1g 10% Palladium-auf-Kohle und 1,31g ICaliumbicarbonat 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 Na₃SO₄ getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei ;Ü,25g der in der Überschrift genannten Verbindung erhalten wurden.

3« Das NMR-Spektrum (CDCI3) 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,l H),

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

Präparation G
4-NitrobenzylpeniciIlanat

Zu einer gerührten Lösung von 2,14 g Penicillansäure und 2,01 ml Äthyldiisopropylamin in 10 ml N,N-Dimethylformamid wurden tropfenweise 2^6 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 ÄthylacetatZu 1,4 g vorhydriertem 5% Palladiurn-auf-Calciumcarbonal in 50 ml Wasser wurde eine Lösung von 1,39 g Benzyl-6,6-dibrompenicillanat-l&-oxid in 5OmI Tetrahydrofuran gegeben. Das Gemisch wurde unter einer WaS'Prstnffatmnsnhäre hni elwa 1.2 har und 2ST 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-la-oxid zu sein schienen.

Dieses Benyylpenicillanat-la-oxid wurde mit weiteren 2,0 g Benzyl-6,6-dibrompenicilIanat-lα-oxide vereinigt und in 50 ml Tetrahydrofuran aufgelöst. Die

jo 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 Na2SÜ4 getrocknet und dann im Vakuum eingedampft, wobei 0,14 g Penicillansäure-la-oxid erhalten wurden. Das NMR-Spektrum (CDClj/DMSO-db) zeigte Absorptionen bei:

1,4 (s, 3 H), 1,64 (s, 3 H), 3,60 (m, 2 H),
4,3 (s,l H) und4,54 (m, 1 H) ppm.

Das IR-Spektrum des Produktes (KBr-Scheibe) zeigte Absorptionen bei 1795 und 1745 era"¹.

Präparation I
Penicillansäure-ljS-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^l/J-oxid mit F. 140--3⁰C erhalten wurden, Das IR-Spektrum des Produktes (CHClj-Lösung) zeigte Absorptionen bei 1775 und 1720 cm-'.

Das NMR-£pektrum (CDCh/DMSO-de) zeigte Absorptionen bei:

1,35 (Si 3 H). 1,76 (Ss3 H), 336(^,2^
4.50 (s, 1 H) und 5.05 (m, 1 H) ppm.

Aus dem NMR-Spektrum ergab sich eine etwa 9O°/oige Reinheit des Produktes.

Die Untersuchung der Chloroform-Älher-MüUeriauge zeigte, daß sie weiteres Periiciilansäure-lß-oxid und ebenfalls eine geringe Menge an Penicillansäufe-laoxid enthielt.

Präparation j
2,2,2-Tnchloräthylpenicillahat-l,l-dioxid

Zu 100 mg 2,2,2-Trichioräthylpenicillanat in einem kleinen Volumen Chloroform wurden 50 mg 3-Chlorpefberizoesaufe zugegeben, ufid das GemiscH wurde 30 Minuten gerührt. Die Untersuchung des Reaktionsproduktes zu diesem Zeitpunkt zeigte, daß es hauptsächlich aus dem Sulfoxid bestand, das NMR-Spektrum (CDCIj) zeigte Absorptionen bei;

1,6(S,3 H), l,77(s,3H),3,38(m,2H),
4,65 (s, I H),4,85 (m, 2 H) Und
5,37 (m, I H) 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 Äthylacetat 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 würd'.» äbgeffehriti mit Salzlösung gewaschen Und getrocknet.

Das Eindampfen im Vakuum ergab 65 mg der in der

Überschrift genannten. Verbindung:

Das NMR-Spektrum (CDCb) 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 O
H /

-N-

CH₃
-CH₃
COOR¹