DE2921422A1 - Verfahren zur herstellung von penicillinen und zwischenprodukten hierzu - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von Penicillinen und Zwischenprodukten hierzu

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von antibakteriellen Stoffen der Klasse, die gewöhnlich als halbsynthetische Penicilline bezeichnet werden, und vorzugsweise der Unterklasse, die durch eine oL-Aminogruppe in der Acylseitenkette an der 6-Stellung gekennzeichnet ist, wie Ampicillin und Amoxycillin.

Das erste in den Handel gebrachte Penicillin mit einer o6-Aminogruppe in der 6-Acylamido-Seitenkette war Ampicillin, die 6-(D-oC-Amino-oG-phenylacetamido) penicxllansäure (vgl. US-Patent Nr. 2 985 648) .

Amoxycillin ist ein antibakterielles Mittel, das in der Humantherapie verwendet wird, und als Trihydrat der freien Säure (d. h. des Zwitterions) auf den Markt gebracht wird. Es ist beispielsweise in der US-Patentschrift 978 178, Journal of

Postecheckkonto Stuttgart CBLZ 6OO1OO7O3 429 3O

030027/0544

)-708 · DreeiJner Bank Stutti

StuttgartCBLZ 60080000} Konto 9O11341

A 17 967 - 7 -

Chemical Society, London, Seiten 1920 bis 1922 (1971) und Antimicrobial Agents and Chemotherapy 1970, Seiten 4O7 bis 430 (1971) beschrieben. Seine chemische Bezeichnung ist 6- [p-oL-Amino-oC-(p-hydroxyphenyl)-acetamidolpenicillansäure.

Die Verwendung von Aminosäurechlorid-hydrochloriden zur Herstellung solcher Penicilline unter wasserfreien Bedingungen ist beispielsweise im britischen Patent Nr. 938 321 und im britischen Patent Nr. 959 853 beschrieben (beim letzteren wird die Carboxylgruppe der 6-Aminopenicillansäure mit einer Silylgruppe während der Acylierung geschützt, was auch im britischen Patent 1 008 468 und US-Patent 3 249 622 beschrieben ist). Die Verwendung von Aminosäurechlorid-hydrochloriden zur Herstellung von Penicillinen in kalten wässrigen Aceton ist im britischen Patent 962 719 beschrieben. Diese Penicilline sind amphotere Aminosäuren. Bei ihrer Isolierung wurde deshalb (wie z. B. im US-Patent 3 157 640 und US-Patent 3 2 71 389) Gebrauch gemacht von bestimmten aliphatischen,unsymmetrischen,verzweigten,sekundären Aminen (häufig als flüssige Aminharze bezeichnet), welche früher zur Isolierung von 6-Aminopenicillansäure verwendet wurden, welche ebenfalls eine amphotere Aminosäure ist (vgl. US-Patent 3 008 956). Verbesserte Verfahren zur Isolierung und Reinigung solcher Penicilline sind beispielsweise im US-Patent 3 180 862 (mittels ß-Naphthalinsulfonate) und im US-Patent 3 198 (über eine Zwischenisolierung und anschließende leichte Hydrolyse von Hetacillin) beschrieben.

Die Verwendung einer Silylgruppe zum Schütze der Carboxylgruppe eines natürlichen Penicillins während der chemischen

030027/0544

A 17 967 c - 8 -

Spaltung zu 6-Aminopenicillansäure ist im US-Patent 3 499 offenbart. Die Verwendung von silylierter 6-Aminopenicillansäure während der wasserfreien Acylierung mit Aminosäurechlorid-hydrochloriden ist in zahlreichen Patenten, z. B. US-Patent 3 479 018, US-Patent 3 595 855, US-Patent 3 654 266, US-Patent 3 479 338 und US-Patent 3 487 073 beschrieben. Einige dieser Patente offenbaren auch die Verwendung von flüssigen Aminharzen. (Vgl. auch die US-Patente 3 912 719, 3 980 637 und 4 128 547.)

Das britische Patent 1 339 605 enthält zahlreiche spezifische und detaillierte Beispiele zur Herstellung von Amoxycillin durch Reaktion eines silylierten Derivats von 6-Aminopenicillansäure mit einem reaktionsfähigen Derivat (einschließlich des Chlorid-hydrochlorids) von D-(-)-oC-Amino-p-hydroxyphenylessigsäure, deren Aminogruppe geschützt ist, anschließendes Entfernen der Silylgruppe bzw. Silylgruppen durch Hydrolyse oder Alkohollyse und, sofern möglich, darauf-folgende Gewinnung des Amoxycillins, gewöhnlich als kristallines Trihydrat. Solches kristallines Amoxycillin wurde nach Beispiel 1 durch isoelektrische Präzipitation aus einer wässrigen Lösung, z. B. bei pH 4,7 erhalten. Die Reinigung wurde nach diesem Beispiel vermutlich dadurch erzielt, daß das Rohprodukt vor der isoelektrischen Präzipitation in Wasser bei einem sauren pH, wie 1,0, (z. B. in wässriger Salzsäure) in Gegenwart eines mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittels, z. B. Methylisobutylketon (4-Methylpentan-2-on) aufgelöst wurde. Ein Großteil der gleichen Verfahrensweise wurde im US-Patent 3 674 776 angewandt.

Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung von Penicillinen und ein neues Zwischenprodukt, das für diese Herstellung

030027/0544

A 17 967 - 9 -

verwendet werden kann. Durch die Erfindung wurde ein Verfahren zur Herstellung von konventionellen Penicillinen geschaffen, bei dem eine Verbindung der Formel

(CH,) Si-O-C-FH-CH—CH

Ii

in der B eine leicht abspaltbare Esterschutzgruppe aus der Reihe Trimethylsilyl, Benzhydryl, Benzyl, p-Nitrobenzyl, p-Methoxybenzyl, Trichloräthyl, Phenacyl, Acetonyl, Methoxymethyl, 5-Indanyl, 3-Phthalidyl, 1-[jÄthoxycarbonyl) oxyjäthyl, Pivaloyloxymethyl und Acetoxymethyl ist, in einem wasserfreien inerten organischen Lösungsmittel, insbesondere Methylenchlorid, und vorzugsweise in Gegenwart einer schwachen Base, welche vorzugsweise Propylenoxyd ist, und vorzugsweise bei einer Temperatur oberhalb -10 C mit einer annähernd äquimolaren Menge eines Säurechlorids oder -chloridhydrochlorids umgesetzt wird, wobei letzteres vorzugsweise der Lösung des ersteren portionsweise zugegeben wird, und dann, falls erwünscht, die Gruppe B in Wasserstoff umgewandelt wird. Die Reaktionstemperatur liegt mit Vorteil im Bereich von -8° C bis 20° C, vorzugsweise im Bereich von 0° C bis 20° C und besonders bevorzugt bei annähernd 20 C.

Unter konventionellen Penicillinen werden hier solche verstanden, die in der Patentliteratur oder wissenschaftlichen Literatur einschließlich der Auszüge daraus vorbeschrieben sind.

030027/0544

292U22

A 17 967 - 10 -

Durch die Erfindung wurde auch ein Verfahren zur Herstellung der Verbindung der folgenden Formel

(CH,) Si-O-C-NH-CH

/ε

CH

N

.CH, '\ / 3

C

,-GH,

-CH

I

C-O-B

Il

0

geschaffen, in der B eine leicht spaltbare Esterschutzgruppe aus der Reihe Trimethylsilyl, Benzhydryl, Benzyl, p-Nitrobenzyl, p-Methoxybenzyl, Trichloräthyl, Phenacyl, Acetonyl, Methoxymethyl, 5-Indanyl, 3-Phthalidyl, 1-WÄthoxycarbonyl)-oxyjäthyl, Pivaloyloxymethyl and Acetoxymethyl ist, bei dem trockenes, gasförmiges Kohlendioxyd einer Lösung einer Verbindung der Formel

S /^CH3

,Si-NH-CH-ClT ^C./ „„ 3 j , ,-CH₅

A N CH

^υ C-O-B

in der B die obige Bedeutung hat, in einem wasserfreien inerten organischen Lösungsmittel, vorzugsweise Methylenchlorid, bei Raumtemperatur oder einer Temperatur Im Bereich von 0° C bis 100° C zugeführt wird, bis die Reaktion vollständig abgelaufen ist.

Durch die Erfindung wurde als eine bevorzugte Ausführungsform weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von 6-oC-Amino-

030027/0544

292U22

A 17 967 - 11 -

arylacetamidopenicillansäure, vorzugsweise Ampicillin oder Amoxycillin geschaffen, bei dem eine Verbindung der Formel

(CH,),Si-O-C-NH-CH—CH C 3 3 . j ρ

-N- CH

C-O-Si(CH,), 0

in einem wasserfreien inerten organischen Lösungsmittel, vorzugsweise Methylenchlorid, vorzugsweise in Gegenwart einer schwachen Base, insbesondere Propylenoxyd, und vorzugsweise bei einer Temperatur oberhalb -10 C mit einer annähernd äquimolaren Gewichtsmenge eines D-(-)-oC~Aminoarylacetylchlorid-hydrochlorids, vorzugsweise D-(-)-2-Phenylglycylchlorid-hydrochlorid oder D-(-)-2-p-Hydroxyphenylglycylchlorid-hydrochlorid, umgesetzt wird, wobei das Säurechlorid-hydrochlorid vorzugsweise portionsweise in die Lösung der ersteren Verbindung eingebracht wird.

Es ist eine überraschende Tatsache, daß die wasserfreie Acylierungslösung beim erfindungsgemäßen Verfahren stabil ist. Diese Lösung kann während langer Zeitdauer, selbst bei Raumtemperatur, ohne merkliche Zersetzung des Penicillinmoleküls aufbewahrt werden. Dies steht im Gegensatz zu dem Verhalten der Acylierungslösungen nach den bisher bekannten Verfahren. Diese vorteilhafte Stabilität ermöglicht es, die Acylierungsreaktion bei wesentlich höheren Temperaturen durchzuführen (z. B. bei Raumtemperatur) als diejenigen, die normalerweise bei der Ampicillinproduktion

030027/0544

292U22

A 17 967 - 12 -

angewendet werden und gewöhnlich unter O C und typischerweise bei etwa -10 C liegen.

Eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Verbindung der Formel

⁰ q

j! /^S\ /CH^ Si-O-C-NH-CH—CH C ^J

I ^CH CH ^p

^u C-O-Si(CH₃)₃

bei dem trockenes, gasförmiges Kohlendioxyd einer Lösung von Trimethylsilyl-6-trimethylsiiylaminopenicillanat in einem wasserfreien inerten organischen Lösungsmittel, vorzugsweise Methylenchlorid, bei Zimmertemperatur oder einer Temperatur im Bereich von 0° C bis 10 bis die Reaktion vervollständigt ist.

Temperatur im Bereich von 0° C bis 100° C zugeführt wird,

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Verbindung der folgenden Formel

0-B

bei der B eine leicht spaltbare Esterschutzgruppe und vorzugsweise eine leicht spaltbare Esterschutzgruppe der fol-

030027/0544

292U22

A 17 967 - 13 -

genden Reihe: Trimethylsilyl, Benzhydryl, Benzyl, p-Nitrobenzyl, p-Methoxybenzyl, Trichloräthyl, Phenacyl, Acetonyl, Methoxymethyl, 5-Indanyl, 3-Phthalidyl, 1-I(Äthoxycarbonyl)-oxyjäthyl, Pivaloyloxymethyl und Acetoxymethyl ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform umfaßt die Verbindung der folgenden Formel

(CH, ^Si-O-C-NH-CH-CH ^ ⁵ 'I

-N

Diese Verbindung wird im folgenden mit verschiedenen Trivialnamen bezeichnet, so bis-silyliertes Carbamat von 6-Aminopenicillansäure (6-APA), SCA, 6-Trimethylsilyloxycarbonylpenicillansäure-TMS-Ester und TMSO₂CAPA.TMS.

Die Existenzfähigkeit dieser Verbindung ist überraschend im Hinblick auf die allgemein bekannte Tatsache, daß die Reaktion von 6-APA mit Kohlendioxyd die 6-APA zerstört und zu 8-Hydroxypenicillansäure führt, wie dies beispielsweise in der US-Patentschrift 3 225 033 beschrieben ist.

Ein Schlüssel zur Erzielung quantitativer Ausbeuten an 6-Trimethylsilyloxycarbonylaminopenicillansäure-Trimethylsilylester (TMSO₂CAPA.TMS) ist in erster Linie in der vollständigen Herstellung des 6~APA-bis-TMS-Vorläufers zu sehen. Dies kann durch Reaktion von 6-APA mit Hexamethyldisilazan (HMDS) erreicht werden, wie sich aus dem folgenden schematischen Verfahrensablauf ergibt:

030027/0544

292H22

A 17 967

- 14 -

6-APA + HMDS + Imidazol Rückfluß

Katalysator 6-8 Std.

1 MoI 1.1 MoI 3-5 Mol%

5 MoI%

TMSNH

TMCS und Rückfluß über Nacht

'CO₂TMS

vollständige Carboxyl-"silylierung" und ca. 40-65%ige 6-NH_- "Silyllerung".

(6-APA.Bis-TMS)

Die Vervollständigung des Verfahrensablaufes der Bis-trimethylsilylierungsreaktion kann leicht durch NMR verfolgt werden. Die 3-Trimethylsilyloxycarbonylgruppe zeigt ein Methylsiiyl-Singlet bei 0,31 ppm (Tetramethylsilan = O) während die 6-Trimethylsilylamingruppe ein Methylsiiyl-Singlet bei 0,09 ppm zeigt.

Die 6-APA-TrimethylsilyIierungsreaktion wurde bisher nur in Methyienchlorid durchgeführt. Es können jedoch auch andere Lösungsmittel, wie Acetonitril, Dimethylformamid oder sogar HMDS selbst verwendet werden.

Die Umwandlung der Trimethylsilylaminogruppe in die Tr imethylsilyloxycarbonylair.inogruppe wird durch Einleiten von Blasen von trockenem CO- in die Reaktionslösung leicht erzielt. Die Umwandlung kann in einfacher Weise durch NMR verfolgt werden, daß das Trimethylsilylamino-Singlet bei 0,09 ppm mit dem Erscheinen eines neuen Singlets für die Trimethylsilyloxycarbonylaminogruppe bei 0,27 ppm abnimmt.

030027/0544

292U22

A 17 967 - 15 -

Wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Ampicillin, wasserfreiem Ampicillin, Ampicillintrihydrat, Amoxycillin bzw. Amoxycillintrihydrat verwendet wird, dann werden Endprodukte nach aus dem Stand der Technik bekannten herkömmlichen Methoden isoliert und gereinigt, wie sie in den US-Patenten 3 912 719, 3 980 637 und 4 128 547 und in weiteren darin genannten Patenten und Veröffentlichungen beschrieben sind.

Die in den nachfolgenden Beispielen eingesetzten Säurechloride können zur Herstellung herkömmlicher Penicilline durch eine Vielzahl von anderen Säurechloriden ersetzt werden.

So können die Acylhalogenide ausgewählt werden, um jede gewünschte Acylgruppe an der 6-Amino-Stellung einzuführen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, z. B. aus der US-Patentschrift 3 741 959, Es ist somit möglich, spezifische Acylreste einzuführen einschließlich derer, die in nicht beschränkender Weise von der folgenden allgemeinen Formel umfaßt werden:

(i) R C H„ CO- worin R Aryl (carboxylisch oder heterocyclisch) Cycloalkyl, substituiertes Aryl, substituiertes Cycloalkyl oder eine nicht aromatische oder mesoionische heterocyclische Gruppe, und η eine ganze Zahl von 1 bis 4 sind. Beispiele für diese Gruppe umfassen Phenylacetyl, substituiertes Phenylacetyl, z. B. Pluorphenylacetyl, Nitrophenylacetyl, Aminophenylacetyl, Acetoxyphenylacetyl, Methoxyphenylacetyl, Methphenylacetyl oder Hydroxyphenylacetyl; Ν,Ν-bis (2-Chloräthyl)aminophenylpropionyl; Thien-3- und -3-acetyl; 4-Isoxazolyl und substituiertes 4-

030027/0544

292H22

A 17 967 - 16 -

Isoxazolylacetyl; Pyridylacetyl; Tetrazolylacetyl oder eine Sydnonacetylgruppe. Die substituierte 4-Isoxazolylgruppe kann eine S-Aryl-S-methylisoxazol-4-yl-Gruppe sein, wobei die Arylgruppe beispielsweise Phenyl oder Halophenyl, wie Chlor- oder Bromphenyl sein kann. Eine Acylgruppe dieser Art ist 3-o-Chlorphenyl-5-methyl-isoxazol-4-yl-acetyl.

(ii) C H- ^,CO-, worin η eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist. η 2n+J.

Die Alkylgruppe kann geradkettig oder verzweigt und ggf· durch ein Sauerstoff- oder Schwefelatom unterbrochen und beispielsweise durch eine Cyanogruppe substituiert sein. Beispiele für solche Gruppen umfassen Cyanoacetyl, Hexanoyl, Heptanoyl, Octanoyl und Butylthioacetyl.

(iü) C H_n ,CO-, worin η eine ganze Zahl von 2 bis 7 ist. η 2n-l

Die Gruppe kann geradkettig oder verzweigt und ggf. durch ein Sauerstoff- oder ein Schwefelatom unterbrochen sein. Ein Beispiel für eine solche Gruppe ist Allylthioacetyl.

(iv) R^v

R^US-C-CO-

J-

worin R^u die gleiche Bedeutung hat wie unter (i) definiert und außerdem Benzyl sein kann und R^v und R^w, die gleich oder verschieden sein können, jeweils Wasserstoff, Phenyl, Benzyl, Phenäthyl oder niederes Alkyl bedeuten. Beispiele für solche Gruppen umfassen

030027/0544

292H22

A 17 967 - 17 -

Phenoxyacetyl, 2-Phenoxy-2-phenylacetyl, 2-Phenoxypropionyl, 2-Phenoxybutyryl/ Benzyloxycarbonyl, 2-Methyl-2-phenoxypropionyl, p-Cresoxyacetyl und p-Methylthiopenoxyacetyl.

(V) R^V

R^US-C-CO-R^W

worin R die Bedeutung hat wie unter (i) definiert und zusätzlich Benzyl sein kann, und R und R die unter (iv) definierten Bedeutungen haben. Beispiele für solche Gruppen umfassen S-Phenylthioacetyl, S-Chlorphenylthioacetyl/ S-Fluorphenylthioacetyl, Pyridylthioacetyl und S-Benzylthioacetyl.

(vi) R^uZ(CH₂)_mCO-, wor-in R^u die unter (i) definierte Bedeutung hat und zusätzlich Benzyl sein kann, Z ein Sauerstoff- oder Schwefelatom ist, und m eine ganze Zahl von 2 bis 5 ist. Ein Beispiel für eine solche Gruppe ist S-Benzylthiopropionyl.

(vii) R^UC0-, worin R^a die unter (i) definierte Bedeutung hat. Beispiele für solche Gruppen umfassen Benzoyl, substituiertes Benzoyl (z, B. Aminobenzoyl), 4-Isoxazolyl- und substituiertes 4-Isoxazolylcarbonyl, Cyclopentancarbonyl.. Sydoncarbonyl, Naphthoyl und substituiertes Naphthoyl (z. B..2-Äthoxynaphthoyl), Chinoxalinylcarbonyl und substituiertes Chincxalinylcarbonyl (z. B. 3-Carboxy-2-chinoxalinylcarbonyl). Weitere mögliche Substituenten für Benzoyl umfassen

030027/0544

292U22

A 17 967 - 18 -

Alkyl, Alkoxy, Phenyl oder Phenyl substituiert mit Carboxy, Alkylamido, Cycloalkylamido, Allylamido, Phenyl(niedrig)-alkylamido, Morpholinocarbonyl, Pyrrolidinocarbonyl, Piperidinocarbonyl, Tetrahydropyridino, Furfurylamido oder N-Alkyl-N-anilino oder Derivate davon, wobei solche Substituenten in der 2- oder 2- und 6-Stellung sein können. Beispiele für solche substituierten Benzoylgruppen sind 2,6-Dimethoxybenzoyl,2-Biphenylcarbonyl, 2-Methylamidobenzoyl und 2-Carboxybenzoyl. Bedeutet die Gruppe R eine substituierte 4-Isoxazolylgruppe, dann können die Substituenten die oben unter (i) genannten sein. Beispiele für solche 4-Isoxazolylgruppen sind 3-Phenyl-5-methylisoxazol-4-yl-carbonyl, 3-o-Chlorphenyl-5-methylisoxazol"4-yl-carbonyl und 3- (216-Dichlorphenyl)-5-methylisoxazol-4-yl-carbonyl.

(viii) R^U-CH-CO-

I
x

wobei R^u die unter (i) definierte Bedeutung hat und X Amino, substituiertes Amino (z. B. Acylamido oder eine Gruppe, die erhalten wird durch Reaktion der Aminogruppe und/oder der Gruppe bzw. Gruppen der 7-Seitenkette mit einem Aldehyd oder Keton, wie Aceton, Methyläthylketon oder Äthylacetoacetat), Hydroxy, Carboxy, verestertes Carboxy, Triazolyl, Tetrazolyl, Cyano, Halogen, Acyloxy (z. B. Formyloxy oder niederes Alkanoyloxy), oder eine verätherte Hydroxygruppe ist. Beispiele für solche Acylgruppen sind oL-Aminophenylacetyl, oC-Carboxyphenyl-

030027/0544

292H22

A 17 967 - 19 -

acetyl und 2^-Dimethyl-S-oxo-^-phenyl-i-imidazolidinyl.

(ix) _Rx

R^V-C-CO-

wobei R^X, R^y und R^z gleich oder verschieden sein können und jeweils niederes Alkyl, Phenyl oder substituiertes Phenyl bedeuten. Ein Beispiel für eine solche Acylgruppe ist Triphenylcarbonyl.

(X)

R^U-NH-C-

wobei R^u die unter (i) definierte Bedeutung hat und zusätzlich Wasserstoff, niederes Alkyl oder halogensubstituiertes niederes Alkyl sein kann, und Y Sauerstoff oder Schwefel bedeutet. Ein Beispiel für eine solche Gruppe ist Cl (CH₂)₂NHC0.

(xi)

C-CO-

wobei X die oben unter (viii) definierte Bedeutung hat und η eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist. Ein Beispiel für eine solche Acylgruppe ist 1-Amino-cyclohexancarbonyl.

030027/05

292H22

A 17 967 - 20 -

(xii) Aminoacyl, z. B. R^WCH (NH^).(CH») CO, wobei η eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, oder NH₀.C H- Ar(CH-) CO, wobei

ζ η zn ί m

m 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10 und η 0, 1 oder 2 sind, R^w ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl, Aralkyl oder Carboxygruppe oder eine Gruppe wie oben unter R^U definiert ist und Ar eine Arylengruppe, z. B. p-Phenylen oder 1,4-Naphthylen ist. Beispiele für solche Gruppen sind in der britischen Patentschrift 1 054 beschrieben. Eine Gruppe dieses Typs ist die p-Aminopheny1acetylgruppe. Andere Acylgruppen dieses Typs umfassen diejenigen, z. B. <S-Aminoadipoyl, die von natürlich vorkommenden Aminosäuren abgeleitet sind und Derivate davon, z. B. N-Benzoyl- 6-aminoadipoyl.

(xiii) Substituierte Glyoxylylgruppen der Formel R^y.CO.CO-wobei R^y eine aliphatische, araliphatische oder aromatische Gruppe ist, z. B. eine Thienylgruppe, eine Phenylgruppe oder eine mono-, di- oder tri-substituierte Phenylgruppe, wobei die Substituenten beispielsweise ein oder mehrere Halogenatome (F, Cl, Br oder I), Methoxygruppen, Methylgruppen oder Aminogruppen oder ein kondensierter Benzolring sein können.

Wenn die Acylgruppe, die eingeführt wird, eine Aminogruppe enthält, dann kann es erforderlich sein, diese Gruppe während der verschiedenen Reaktionsstufen zu schützen. Die Schutzgruppe ist bequemerweise eine solche, die durch Hydrolyse entfernt werden kann, ohne den Rest des Moleküls, insbesondere das Lactam und die 7-Amido-Bindungen zu beeinträchtigen. Die Aminschutζgruppe und die Estergruppe an der 4-COOH-Stellung können unter Verwendung desselben Reagens entfernt werden. Bei einem vorteilhaften Vorgehen werden beide Gruppen in der letzten Stufe der Stufenfolge entfernt. Ge-

Ö30027/0544

292H22

A 17 967 - 21 -

schützte Amingruppen umfassen Urethan-/ Ärylmethyl- (ζ. Β. Trityl), Amino-,' Arylmethylenamino-, Sulphenylamino- oder Enamin-Typen. Enamin-Blockierungsgruppen sind besonders brauchbar im Falle von o-Amino-methylphenyl-essigsäure. Solche Gruppen können im allgemeinen durch eine oder mehrere Reagenzien aus der Gruppe verdünnter Mineralsäuren, z. B. verdünnte Salzsäure, konzentrierte organische Säuren, z. B. konzentrierte Essigsäure, Trifluoressigsäure und flüssigem Bromwasserstoff bei sehr niedrigen Temperaturen, z.B. -80 C, entfernt werden. Eine bequeme Schutzgruppe ist die t-Butoxycarbonylgruppe, welche leicht durch Hydrolyse mit verdünnter Mineralsäure, ζ. Β. verdünnter Salzsäure, oder vorzugsweise mit einer starken organischen Säure (z. B. Ameisensäure oder Trifluoressigsäure) beispielsweise bei einer Temperatur von 0° C bis 40° C, vorzugsweise bei Raumtemperatur (15 C bis 25 C) entfernt werden kann. Eine weitere bequeme Schutzgruppe ist die 2,2,2-Trichloräthoxycarbonylgruppe, welche durch ein Mittel wie Zink/Essigsäure,Zink/Ameisensäure, Zink/niedrige Alkohole oder Zink/Pyridin abgespalten werden kann.

Die NH -Gruppe kann auch als NH-. durch Verwendung des Aminosäurehalogenids als eine Säureadditionssaiz unter Bedingungen geschützt werden, unter denen die Aminogruppe protoniert bleibt.

Die zur Bildung des Säureadditionssalzes verwendete Säure ist vorzugsweise eine solche mit einem pK -Wert (in Wasser

bei 25 C) von X+1 , wobei X der pK. -Wert (in Wasser bei 25 C) der Carboxylgruppe der Aminosäure ist. Die Säure ist vorzugsweise einwertig» In der Praxis werden Säuren HQ (siehe unten) eingesetzt, di<
Wert >3, vorzugsweise >1, haben.

HQ (siehe unten) eingesetzt, die im allgemeinen einen pK -

030027/0544

29214??

A 17 967 - 22 -

Besonders vorteilhafte Ergebnisse können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden, wenn das Acylhalogenid ein Salz eines Aminosäurehalogenids ist. Aminosäurehalogenide haben die Formel

H₃N-R₁-COHaI

in der R₁ eine zweiwertige organische Gruppe und Hai Chlorid oder Bromid sind. Salz von solchen Aminosäurenhaliden haben die Formel

wobei R₁ und Hai die obige Bedeutung haben und Q das Anion der Säure ist und HQ einen pK -Wert wie oben angegeben hat.

Die Säure HQ ist vorzugsweise eine starke Mineralsäure, beispielsweise eine Halogenwasserstoffsäure wie Chlorwasserstoff oder Bromwasserstoff. Ein wichtiges Aminosäurehalogenid im Hinblick auf das brauchbare Penicillin, das die von ihm abgeleitete Gruppe enthält, ist D-N- ( «,-Chlorcarbonyl-bL-phenyl)-methylammoniumchlorid, D- |PhCH(NH₃)COClJ⁺Cl7 welches hier der Einfachheit halber als D- oo-Phenylglycylchloridhydrochlorid bezeichnet wird.

Penicilline, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden und die Acylamidogruppe R¹¹CH(NH₃)-CONH- besitzen, bei der R^U die oben definierte Bedeutung hat, können

2 3 2 3

mit einem Keton R .R CO umgesetzt werden, bei dem R und R niedere Alkylgruppen (C₁-C.) sind,, um Verbindungen zu erhalten, von denen angenommen wird, daß sie die folgende Gruppe enthalten:

030027/0544

A 17 967

- 23 -

HN

Verbindungen dieses Typs umfassen Hetacillin, Sarpicillin, p-Hydroxyhetacillin und Sarmoxicillin.

Ebenso werden hier umfaßt und durch Bezugnahme hier offenbart die Acylgruppen, die in der US-Patentschrift 4 013 in den Spalten 7 bis einschließlich 20 aufgeführt sind.

Wenn der Acylierungsvorgang nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, um Penicilline herzustellen, dann werden die Endprodukte auf bekannte Weise isoliert und gereinigt .

Bevorzugte Acylchloride, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, um eine Verbindung der folgenden Formel

0
(CH₃J₃Si-O-C-NH

H H

0-A

in der A (CH_),Si- oder eine leicht abspaltbare Esterschutzgruppe ist, zu acylieren, umfassen folgende:

O
It

a) A-CH₂C-Cl, wobei A bedeutet

H₂NHR¹

oder

H₂NHR'

,CH₅NHR

oder

030027/0544

292U22

A 17 967

- 24 -

wobei R Wasserstoff, Hydroxy oder Methoxy und R' Wasserstoff oder Methyl sind und die Aminogruppe, wenn gewünscht/ durch herkömmliche Blockierungsgruppen einschließlich und insbesondere durch Protonierung blockiert ist.

0
Ii
b) B-CH-C-Cl.HCl, wobei B bedeutet

NH „

oder

oder

1 2

wobei R Wasserstoff, Hydroxy oder Acetoxy ist, R Wasserstoff,

1 2

Chlor oder Hydroxy ist,wenn R Hydroxy ist und R Wasserstoff ist, wenn R Wasserstoff oder Acetoxy ist;

C)

O
il

N-OCH.

e)

O 0 Il il

-NH-CK-C-Cl

wobei R Phenyl, 4-Hydroxyphenyl, 3,4-D!hydroxyphenyl oder Cyclohexa-1,4-dien-1-yl ist;

030027/0544

A 17 967

- 25 -

O O

^C2^H5

no ο

-C-NH-CH-C-Cl

worin R Phenyl, 4-Hydroxyphenyl, 3,4-Dihydroxyphenyl oder Cyclohexa-1,4-d ien-1-y1 ist;

ε)

^h)

Il CH-C-Cl

J-fl-H

C-NH-CH-C-Cl

wobei R Phenyl, 4-Hydroxyphenyl, 3,4-Dihydroxyphenyl oder Cyclohexadien-1-yl ist;

i)

0 Il -NH-CH-C-Cl

k¹

,1

worin R Phenyl, 4-Hydroxyphenyl, 3,4-Dihydroxyphenyl oder

2
Cyclohexadien-1-yl und R Wasserstoff oder Hydroxy sind;

0 Il

j) P₃C-S-CH₂C-Cl;

k)

N-CH₂C-Cl;

~~ O 1). NC-CH₂C-Cl;

030027/0544

A 17 967

m) Ν. /Vs-CH₂C-CIi

η) Br-CH₂C-Cl;

p) N=C-CH₃-S-CH₀-H-Cl;

NH

HN

C-C-Cl

^j

O Il

I 11
!J-C-NH-CH-C-Cl

wobei R Phenyl, 4-Hydroxyphenyl, 3,4-Dihydroxyphenyl oder Cyclohexadien-1-yl ist;

Il χ η

s) A-N N-C-NH-CH-C-Cl

N N > '

wobei A Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder CH-SO-- ist, X Sauerstoff oder Schwefel ist und R Phenyl, 4-Hydroxyphenyl, 3,4-Dihydroxyphenyl oder Cyclphexa-1,4-dien-1-yl ist;

\—> PH

CH.

wobei R Wasserstoff oder Methyl ist;

030027/0544

A 17 967

'OCH

u) Γ=-

ν)

wobei R und R Wasserstoff, Chlor oder Fluor sind;

w)

OCH₂CH-

0 κ x) B-CH-C-Cl.HCl

NH

I C=NH

wobei B die folgende Bedeutung hat

oder

oder

wobei wiederum R Wasserstoff, Hydroxy oder Acetoxy ist

2 1

und R Wasserstoff, Chlor oder Hydroxy ist, wenn R Hydroxy

ist, und R² Wasserstoff ist, wenn R¹ Wasserstoff oder Acetoxy ist;

O30027/0S44

A 17 967

292H22

y)

II H-C-Cl;

//-CH C-Cl

aa)

O-f

H-C-Cl

NH I C=O

-N-CH^

Cl

N-CH₂C-Cl

Cl

cc)

CH₂-C-Cl

dd)

830027/054«

A 17 967

Il

- 29 -

ee) B-CH-C-Cl wobei B die folgende Bedeutung hat

NH '

ι
C=O

ι
NHR

oder

oder

wobei wiederum R Wasserstoff, Hydroxy oder Acetoxy ist, und

2 1

R Wasserstoff, Chlor oder Hydroxy ist, wenn R Hydroxy ist,

und R Wasserstoff ist, wenn R Wasserstoff oder Acetoxy ist,

und R Wasserstoff oder Cyanomethyl ist;

ff)

0 ^N-CH₀C-Cl

SS) CH₀=CH-CH₀-S-CH₀-C-Cl

hh)

¹C-Cl

Il

0 ■ ii) B-CH-C-Cl

r ■ ^

_Wobei B die folgende Bedeutung hat:

030027/0544

A 17 967

- 30 -

oder

oder

1 2

wobei R Wasserstoff, Hydroxy oder Acetoxy ist, und R Wasser-

1 2

stoff, Chlor oder Hydroxy ist, wenn R Hydroxy ist, und R Wasserstoff ist, wenn R Wasserstoff oder Acetoxy ist;

JJ) lüc)

wobei R Wasserstoff oder Methyl ist

und die Aminogruppe, wenn erwünscht, durch konventionelle Blockierungsgruppen einschließlich und insbesondere durch Protonierung geschützt ist;

ram)

CH-C-Cl

030027/0544

A 17 967

- 31 -

nn) HO

S?

CHC-Cl

NH O

Il

O=C-CH₂-NH-C-KH-C -NH "NH,

oo) HO

"CH-C-Cl

Lr OH

Wn ι

I
O=C-NH

pp)

,CHC-Cl

•o-

qq)

ο H

H-C-Cl

als Hydrochloride wenn erwünscht

0
rr) B-CH-C-Cl

¥ ο

O=C

wobei B die Bedeutungen hat:

030027/0544

A 17 967

oder

oder

1 2

wobei R Wasserstoff, Hydroxy oder Acetoxy ist, und R Wasser-

1 2

stoff, Chlor oder Hydroxy ist, wenn R Hydroxy ist, und R Wasserstoff ist, wenn R Wasserstoff oder AcetoxY ist;

ss) B-CH-C-Cl wobei B die Bedeutung hat: ¹ I

NH NH I II O=C-CH NH-C

oder

oder

1 2

wobei R Wasserstoff, Hydroxy oder Acetoxy ist, und R Wasserstoff, Chlor oder Hydroxy ist, wenn R Hydroxy ist, und R Wasserstoff ist, wenn R Wasserstoff oder Acetoxy ist;

tt)

B-CH-C-Cl ψ OH

O=C

wobei B die Bedeutung hat:

N-CHO

oder

oder

1 2

wobei R Wasserstoff, Hydroxy oder Acetoxy ist, und R Wasser-

1 2

stoff, Chlor oder Hydroxy ist, wenn R Hydroxy ist, und R Wasserstoff ist, wenn R Wasserstoff oder Acetoxy ist;

030027/0544

A 17 967

292U22

- 33 -

UU )

VV )

ww) B-CH-C-Cl

CHC-Cl wobei R Wasserstoff oder I Methyl ist

wobei B die Bedeutung hat!

or

or

Γϊ

1 2

worin R Wasserstoff, Hydroxy oder Acetoxy ist, und R Wasserstoff, Chlor oder Hydroxy ist, wenn R Hydroxy ist, und R Wasserstoff ist, wenn R Wasserstoff oder Acetoxy ist.

030027/0544

A 17 967 - 34 -

Säurechloride werden normalerweise unter heftigen Bedingungen gebildet, z. B. durch Behandlung der Säure mit Thionylchlorid unter Rückfluß. Wenn aber empfindliche Gruppen vorhanden sind, einschließlich empfindlicher Blockierungsgruppen, dann können sie unter praktisch neutralen Bedingungen durch Reaktion eines Salzes der Säure mit Oxalylchlorid hergestellt werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgenden Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

Einer Mischung aus 6-Aminopenicillansäure (6-APA) ,10 ml CD Cl. und 1,13 ml Trimethylchlorsilan wurden

bei einer Temperatur von 25-27° C tropfenweise 1,23 ml Triäthy5.amin während einer Zeitdauer von 30 Minuten zugegeben.

Das Rühren wurde weitere 2 Stunden fortgesetzt. Trockenes Kohlendioxydgas wurde dann während etwa 3 Stunden in die Mischung eingeperlt. Am Ende dieser Periode zeigte das kernresonante Spektrum (NMR) die Anwesenheit von 60% silylierter Carboxy-6-APA (SCA) mit der Struktur

Il

N-

^ü C-O-SI

Il

Die Mischung wurde über Nacht in einem Kühlschrank aufbewahrt. Am nächsten Morgen wurden 0, 77 ml N,N-Dimethylanilin zugegeben, und die Mischung wurde auf -8° C gekühlt. Darauf wurden 1,2 g D-(-)-p-Hydroxy-2-phenylglycyl-chloridhydrochlorid (79%ige Reinheit) in den nachfolgenden Portionen zugegeben:

0300 27/0544

A 17 967	- 35 -	Zugabe (g)	2921422
Zeit in Minuten	Temperatur 0C	0,30
Null	-8	0,30
20	-4	0,30
40	-4	0,30
60	-4
120	+8
220	+15
310	+20

Am Ende der 310 Minuten dauernden Reaktionszeit zeigte die Dünnschichtchromatographie (TLC), die mit einer Probe der Reaktionsmischung unter Verwendung eines Lösungsmittelsystems aus 60% Äthylacetat, 20% Essigsäure und 20% Wasser durchgeführt wurde, das Vorliegen von Amoxycillin.

Eine kalte Probe von 2 ml der bei Beendigung der Reaktion vorliegenden Mischung wurde mit 1,0 ml D^O versetzt. Nach Abtrennung durch Zentrifugation zeigte sich durch NMR, daß die wässrige Phase etwa 78% Amoxycillin und ca. 20% 6-APA enthielt. Das Vorliegen von Amoxycillin wurde auch durch TLC bestätigt.

Beispiel 2

Eine Mischung aus 5,4 g (0.025 Mol) 6-Aminopenicillansäure und 6,2 ml 93%igem Hexamethyldisilazan (HMDS; 0.0275 Mol) und 0,07 g (ca. 0.001 Mol) Imidazol in 40 ml CH₃Cl- wurde unter Spülung mit Stickstoff während ca. 17,5 Stunden unter Rückfluß gehalten. Am Ende der Periode wurden 0,13 ml (ca. 0.001 Mol) Trimethylchlorsiian (TMCS) zugegeben. Die Lösung

030027/0544

292U22

A 17 967 - 36 -

wurde trüb. Der Rückfluß wurde während weiterer 7 Stunden fortgesetzt. Ablagerungen von NH₁Cl wurden im Kondensator

festgestellt. Zu diesem Zeitpunkt zeigte sich durch NMR eine annähernd 100%ige Silylierung von sowohl der Aminoals auch der Carboxygruppe von 6-APA. Es wurden dann 0,2 ml HMDS (0.00125 Mol; ca. 5 Molprozent) und 0,06 ml TMCS (ca. O.OOO5 Mol) zugegeben und die Mischung verbunden mit einer Stickstoffspülung während weiterer 17 Stunden unter Rückfluß gehalten. Zu diesem Zeitpunkt war das NMR-Spektrum dasselbe wie zuvor mit zusätzlichen geringen Mengen von HMDS und TMCS. Trockenes Kohlendioxyd wurde dann in die Reaktionsmischung bei Raumtemperatur während 75 Minuten eingeperlt. Das NMR-Spektrum zeigte dann kein HMDS und mehr als 92% silyliertes Carboxy-6-APA (SCA). Es wurden dann 4,45 ml Ν,Ν-Dimethylanilin (DMA) (0.035 Mol) zugegeben und die Mischung auf -3° C gekühlt. Es erfolgte dann die Zugabe von 5,65 g D-(-)-2-Phenylblycylchlorid (95% Reinheit; 0.026 Mol) in Anteilen wie folgt:

Zeit in Temperatur Zugabe

Minuten ⁰C (g)

Null -3 1,05

20 0 1,30

4O 0 1,30

50 0 1,00

60 0 1,00

Der Reaktionsablauf wurde durch NMR verfolgt, wobei sich 5 Stunden nach Reaktionsbeginn nur sehr geringe Veränderungen zeigten. Die Temperatur lag dann bei 3 C. Die

030027/0544

292H22

A 17 967 - 37 -

Reaktionsmischung wurde dann in einer Eispackung während der nächsten 16 Stunden aufbewahrt. Sie wurde dann aus dem

Kühlschrank entnommen und während 3,5 Stunden bei Zimmertemperatur (ca. 20-24 C) gerührt. Es war immer noch eine große Menge festen Materials vorhanden. Die Reaktionsmischung wurde dann bei Raumtemperatur (20-24° C) während ca. 63 Stunden gerührt. Am Ende dieser Zeit bestand nur eine leichte Trübung. Nach einer D O-Eur be zeigte das NMR Ampicillin und 6-APA.

eine leichte Trübung. Nach einer D O-Extraktion einer Pro-

Die Reaktionsmischung wurde auf ca. 0 C gekühlt und nach der Zugabe von 35 ml Eiswasser 5 Minuten lang in der Kälte gerührt. Nach einer Filtration wurde die Mischung mit kaltem Wasser und CH_C1_ gewaschen. Die wässrige Phase zeigte nach der Abtrennung bei der Dünnschichtchromatographie (TLC) eine große Zone, die langsamer war als Ampicillin und 6-APA, und die ein neues Zwischenprodukt X darstellte.

Die wässrige Phase wurde mit NH.OH auf einen pH 3,0 eingestellt und mit Ampicillin angekeimt. Methylisobutylketon (MIBK; 35 ml) wurde zugegeben, und die Mischung wurde gerührt, mit mehr NH.OH auf einen pH von 5,2 eingestellt/ eine Stunde lang bei 20 C gerührt, eine weitere Stunde lang in einem Eisbad gerührt und dann über Nacht im Kühlschrank aufbewahrt. Der Niederschlag aus Ampicillin wurde durch Filtration gesammelt, zuerst mit 25 ml kaltem Wasser, dann mit 40 ml MIBK und zum Schluß mit 40 ml einer Mischung von 85 Teilen Isopropylalkohol und 15 Teilen Wasser gewaschen und dann bei 50° C getrocknet. Er hatte ein Gewicht von 4,5 g wobei seine Identität mit Ampicillin durch Dünnschichtchromatographie (TLC) bestätigt wurde.

030027/0544

A 17 967 - 38 -

Beispiel 3

Eine Mischung von 5,4 g 6-APA, 6,2 ml HMDS (93%) und 0,06 g Imidazol in 50 ml CH-Cl₂ wurde unter Stickstoffspülung während 18 Stunden unter Rückfluß gehalten. Es wurden dann 0,1 ml TMCS zugesetzt, wodurch eine Trübung entstand. Rückfluß für weitere 2 Stunden ergab eine klare Lösung verbunden mit einer NH-Cl-Ablagerung im Kondensator, Es wurden dann weitere 0,1 ml TMCS zugegeben, wobei nur eine sehr geringe Trübung zurückblieb. Der Rückfluß wurde ohne Stickstoffspülung für weitere 65 Stunden fortgesetzt. Die Mischung wurde dann auf ca. 22° C gekühlt, und es wurde mit der Zugabe von trockenem Kohlendioxyd begonnen. Nach 75 Minuten zeigte das NMR die Bildung von über 90% bis-silyliertem Carbamat (SCA). Es wurden dann 4,45 ml DMA zugegeben und anschließend 5,6 g D-(-)-2-Phenylglycylchlorid-hydrochlorid (97% Reinheit) und zwar in folgenden Portionen:

Zugabe

(g)

1,35 1,30 1,00 1,00 1,00

Nachdem die Mischung für weitere 17 Stunden gerührt wurde, wurde die Dünnschichtchromatographie (TLC) an Proben der Reaktionsmischung und an verdünnter Reaktionsmischung (1 ml Reaktionsmischung verdünnt mit 2 ml CH-Cl.,) durchgeführt. Sie zeigte jeweils eine kleine Zone von Ampicillin und eine große Zone des neuen Zwischenproduktes X.

Zeit in Minuten	Temperatur 0C
Null	20
20	20
32	20
48	20
75	20

030027/0544

292U22

A 17 967 - 39 -

Die Reaktionsmischung wurde dann auf 0° C gekühlt, mit 40 ml Eiswasser versetzt, 5 Minuten lang gerührt, filtriert und mit Wasser und mit CH„C1_ gewaschen. Die wässrige Phase wurde abgetrennt, 10% davon wurden für Proben abgetrennt, und der Rest wurde mit NH-OH auf einen pH von 3,0 eingestellt, mit Ampicillin angekeimt und gerührt. Nach der Zugabe von 40 ml weiterem MIBK wurde die Mischung gerührt, der pH mit NH.OH auf 5,2 eingestellt und die Mischung dann bei Raumtemperatur eine Stunde lang und dann in einem Eisbad eine weitere Stunde gerührt. Es schieden sich Kristalle ab. Nach Kühlung über Nacht wurde das kristalline Produkt durch Filtration gesammelt, nacheinander mit MIBK, Wasser und MIBK und dann mit 40 ml Isopropanol-Wasser (85-15) gewaschen und dann bei 45° C getrocknet. Die Ausbeute betrug 6,25 g Ampicillin (6,8 g korrigiert für die Proben, entsprechend einer Ausbeute von 68%).

Beispiel 4

Einer Mischung aus 1,0 g 6-APA und 1,13 ml TMCS in 10 ml CD₃Cl₂ wurden tropfenweise während 30 Minuten.1,23 ml TEA zugegeben, und die Mischung wurde weitere 2 Stunden gerührt. Trockenes Kohlendioxyd wurde dann während 4 Stunden eingeperlt. Zu dieser Zeit zeigte das NMR-Spektrum eine ungefähr 55-60%ige Carboxysilylierung. Die Mischung wurde dann über Nacht im Kühlschrank gehalten. Am nächsten Morgen wurden 0,77 ml DMA zugegeben, die Mischung gerührt, auf -8° C gekühlt, und es wurden 1,2 g D-(-)-p-Hydroxy-2-phenylglycylchlorid-hydrochlorid in den folgenden Anteilen zugegeben:

30027/0544

292U22

A 17 967 - 40 -

Zeit in Temperatur Zugabe

Minuten QC (g)

Null -8 0,30

20 -4 0,30

40 -4 0,30

60 -4 0,30

120 8

220 15

310 20

Am Ende der 310 Minuten zeigte sich durch NMR ca. 78% Amoxy-

cillin und ca. 20% 6-APA.

Beispiel 5

Trockene 6-Aminopenicillansäure (10,0 g, 46,24 mMol, 1,0 Äq.) wurden in wasserfreiem Methylenchlorid (175 ml) unter Rühren bei 25° C suspendiert. Triäthylamin (10,76 g, 106.36 mMol., 2,30 Äq.) wurde bei 25° C zugegeben gefolgt von der Zugabe von Trimethylchlorsilan (11,70 g, 107.75 mMol., 2,33 Äq.) während einer Zeitdauer von 10-15 Minuten, wobei die Temperatur mit Hilfe der Zugabegeschwindigkeit von Trimetljylchlorsilan unter ca. 32° C gehalten wurde. Nach 2O-3O Minuten langem Rühren wurde die ausgefallenes Triäthylaminhydrochlorid enthaltende Lösung durch 80 MHz NMR auf vollständige Silylierung untersucht. Die Mischung wurde dann mit Kohlendioxyd bei 20° C etwa 2 Stunden lang begast und durch 80 MHz NMR auf vollständige Carboxylierung analysiert. Gelegentlich ist weiteres Begasen erforderlich. Das Volumen der Carboxylierungsmischung wurde, wenn notwendig, mit Hilfe von trockenem Methylenchlorid wieder auf ca. 175 ml eln-

030027/0544

292H22

A 17 967 41 -

gestellt. Nach Beendigung der Carboxylierung wurde die Aufschlemmung mit Propylenoxyd (2,95 g, 3,56 ml, 50.87 mMol, 1.1 Äq.) behandelt und auf 0-5° C gekühlt. D-(-)-2-(p-HydroxyphenyDglycylchlorid-hydrochlorid-Hemidioxan· -Solvat wurde bei 2 C in fünf Portionen von 2,71 g (Gesamtmenge 13,54 g; 50.87 mMol; 1.1 Äq.) zugegeben. Man ließ jede Portion des Säurechlorids auflösen, bevor die nächste Portion zugegeben wurde. Hierzu wurde das Rühren unterbrochen und die Mischung auf Feststoffe am Boden des Kolbens untersucht. Um Fehler zu vermeiden wurde dabei eine Temperatur von 5 C in der Aufschlemmung nicht überschritten. Es wurden ungefähr 20 Minuten pro Portion benötigt. Diese portionsweise Zugabe ist sehr wichtig. Die endgültige Acylierungsmischung wurde auf etwaiges nicht aufgelöstes Säurechloridhydrochlorid untersucht. Die Mischung wurde 30 Minuten lang auf 0-5 C gehalten und mit kaltem (0-5° C) deionisiertem (DI) Wasser (100 ml) mit hoher Rührgeschwindigkeit während 10 Minuten behandelt. Man ließ sich die Mischung auftrennen,und die untere Methylenchloridphase wurde entfernt. Die angereicherte wässrige Mischung wurde durch eine dünne Schicht von Diatomeenerde (Dicalite) filtriert (sehr wenig Feststoff), und der Feststoff mit kaltem deionisiertem Wasser (0-5 C; 15 ml) gewaschen. Jegliche untere Schicht aus organischer Phase wurde vor der Kristallisation entfernt. Die klare, blass-gelbe wässrige Lösung (pH 2-2,5) wurde bei 0-5° C auf pH 3,5 eingestellt und, falls erforderlich, angekeimt. Die Aufschlemmung wurde während 40 Minuten bei O-5 C gehalten, und der pH mit 6N Ammoniumhydroxyd auf 4,8-5,0 eingestellt und 2 Stunden lang der Kristallisation überlassen. Die Aufschlemmung wurde dann filtiert, um das feste Amoxycillin zu sammeln,

. 03 0027/0544

292H22

A 17 967 - 42 -

und mit einer Mischung von kaltem (0-5 C) 1:1 Isopropanol/ Wasser gewaschen,und der Kuchen wurde mit Methylenchlorid (30 ml) gewaschen, wobei ca. 13,5 g (ca. 70%) von schneeweißem Amoxycillintrihydrat erhalten wurden.

Beispiel 6

6-Aminopenicillansäure (108 g; 0.5 mol), 1,0 g Imidazol (O.017 Mol), 800 ml trockenes Methylenchlorid und 120 ml (O.56 Mol) HMDS (ca. 98% Reinheit) wurden gerührt und unter Rückfluß während 3,3 Stunden erwärmt. Die Reaktionsmischung wurde während des gesamten Rückflusses mit trocke- nem Stickstoff gespült, um bei der Reaktion gebildetes NH-abzustreifeno Dann wurden 2,0 ml Trimethylchlorsilan (TMCS; 0.016 Mol) zugegeben. Der Rückfluß wurde unter Stickstoffspülung weitere 19 Stunden fortgesetzt, das im Kondensator sublimierte NH₄Cl wurde entfernt und 2,6 ml TMCS (0.0206 Mol) wurden der Reaktionsmischung zugegeben. Der Rückfluß wurde unter N₂-Spülung weitere 34 Stunden fortgesetzt. Das Volumen der Reaktionsmischung wurde mit trockenem Methylenchlorid auf 1000 ml gebracht. NMR zeigte eine lOO%ige Silylierung der Amino- und Carboxylgruppe der 6-Aminopenicillansäure.

Die Lösung wurde 9 Tage lang unter Stickstoffgas aufbewahrt. Durch NMR wurde das obige Ergebnis und die Stabilität bestätigt. Die Lösung wurde gerührt,und CO₃ wurde etwa 90 Minuten lang eingeperlt. Die Temperatur betrug 20-22 C. NMR zeigte eine 100%ige Umwandlung der Bis-Trimethylsilyl--6-aminopenicillansäure und Bis-Trimethylsilyl-carboxy-6-aminopenicillansäure (SCA).

030027/0 5 A4

292U22

A 17 967 - 43 -

Diese Grundmischung wurde für die nachfolgend beschriebenen Acylierungsversuche verwendet. Das chemische Produkt in dieser Lösung hatte die Formel

¹ -r

Durch NMR-Untersuchung nach 9 Tagen ergab sich, daß die Bis-Trimethylsilylcarboxy-6-aminopenicillansäure stabil ist.

100 ml der Grundmischung (SCA-Äquivalent zu 10,8 g 6-Aminopenicillansäure; O,05 Mol) wurden bei 22° C gerührt, und es wurden 8,0 g TEA.HCl (0.058 Mol) und 4,2 ml Propylenoxyd
(0.06 Mol) zugegeben (vgl. US-Patent 3 741 959). Etwas
TEA.HCl fiel aus. Die Mischung wurde gerührt und auf +3 C
gekühlt. 15,5 g D-(-)-p-Hydroxyphenylglycylchlorid-hydrochlorid-Hemidioxan-Solvat (79% Reinheit; 0.055 Mol) wurden
der Reaktionsmischung in folgenden Portionen zugegeben:

Zeit in Minuten	Temperatur 0C
Null	+3
7	+2
20	+2
33	+2

030027/0544

292H22

A 17 967 - 44 -

Zur Verminderung der Viskosität wurden der Reaktionsmischung nach weiteren 70 Minuten ca. 50 ml trockenes Methylenchlorid zugegeben.

Nach weiteren 160 Minuten wurde eine 2 ml-Probe entfernt und zu 1,0 ml D-O gegeben. Nach Zentrifugation zeigte die NMR-Analyse der wässrigen Phase ungefähr 6% unacylierte 6-Aminopenicillansäure.

10 Minuten später wurde die Reaktionsmischung in einen 600 ml-Becher überführt und die Überführung durch Spülen mit 50 ml Methylenchlorid vervollständigt. Unter Rühren im Eisbad wurden dann 60 ml kaltes deionisiertes Wasser zugegeben, um eine feststoffreie Lösung aus zwei Phasen mit einem pH von 1,0 zu schaffen.

15,0 ml flüssiges Anionenaustauscherharz ("LA-I") wurden dem Zweiphasensystem unter Rühren und Ankeimen bei pH 2,0 zugegeben. Die Kristallisation begann. Weitere 10,0 ml LA-I wurden langsam während etwa 5 Minuten zugegeben. Der pH lag bei 3,0. Es wurden dann 0,15 g NaBH. zugegeben. Dann wurden 5,0 ml LA-I zugegeben, der pH lag bei 4,5. Das Rühren wurde fortgesetzt, und es wurden 1,0 g NaHSO- (Natriumbisulfit) in 4,0 ml Wasser tropfenweise zugegeben. Darauf wurden 10,0 ml LA-I zugegeben; der pH stieg weiterhin an. Die Gesamtmenge LA-I lag bei 40 ml, der End-pH bei 5,6. Darauf wurden 5 ml Aceton zugegeben und anschließend 1,5 g NaHSO- aufgelöst in 6,0 ml Wasser während eines Zeitraums von 3O Minuten. Das Rühren im Eisbad wurde fortgesetzt. Das ausgefallene Produkt wurde durch Filtration gesammelt, und der Kuchen nacheinander mit

03 0027/0544

292.U22

A 17 967 - 45 -

50 ml Methylenchlorid, 40 ml Wasser, 100 ml Isopropyl-Alkohol/Wasser (80:20) und 100 ml Methylenchlorid gewaschen. Der Kuchen wurde dann unter Umgebungsdruck und bei 45 C getrocknet und ergab 18,2 g Amoxycillintrihydrat, was einer Ausbeute von 87%, bezogen auf 6-Aminopenicillansäure, entspricht. Eine die Probeentnahme von 1% berücksichtigende Korrektur ergibt eine Gesamtausbeute von ca. 88%.

Das flüssige Anionenaustauscherharz "LA-I" ist eine Mischung von sekundären Aminen, in der jedes sekundäre Amin die folgende Formel hat

R¹

I 2 CH₃C(CH₃) ₂CH₂C (CH₃) ₂Ch₂CH=CH-CH₂NFIC-R

R³

12 3
wobei R , R und R aliphatische Kohlenwasserstoffreste sind

und zusammengenommen 11 bis 14 Kohlenstoffatome enthalten. Diese besondere Mischung aus sekundären Aminen, die gelegentlich als "flüssige Aminmischung Nr. I" bezeichnet wird, ist eine klare bernsteinfarbene Flüssigkeit mit den folgenden physikalischen Eigenschaften: Viskosität bei 25 C 70 cps; spezifische Dichte bei 20 C 0,845; Brechungsindex bei 25 C 1,467; Destillationsbereich bei 10 mm: bis zu 160° C - 4%, 16O bis 210° C - 5%, 210 bis 220° C - 74%, über 220° C - 17%.

0027/0544

292U22

A 17 967 - 46 -

Beispiel 7

Eine Methylenchloridlösung (5.0 ml) von Trimethylsilyl-6-trimethylsilyloxycarbonylaminopenicillanat (0,54 g, 2.497 mMol) wurde mit Triäthylaminhydrochlorid (0,20 g, 1.45 mMol) und anschließend mit Propylenoxyd (0,162 g, 2.75 mMol) bei 25° C behandelt. Die Mischung wurde bei 25° C während 20 Minuten gerührt, um die Auflösung der Hauptmenge des Triäthylaminhydrochlorids zu erleichtern. Phenoxyacetylchlorid (0,43 g, 2,75 mMol) wurde bei 25° C tropfenweise zugegeben, und die Mischung wurde bei 25° C 30 Minuten lang gerührt. Eine Probe wurde entnommen und bei 20.0 MHz durch CMR (Kohlenstoff-13-ke'rnmagnetische-Resonanzspektroskopie) analysiert. Die CMR-Daten zeigten das völlige Verschwinden von Phenoxyacetylchlorid und des APA-Carbamats und das Erscheinen von Penicillin-V-trimethylsilylester. Die Anwesenheit von Penicillin-V-trimethylsilylester wurde durch Spektralvergleich mit einer identischen Probe nachgewiesen, die durch Silylierung von freier Penicillin-V-Säure mit Triäthylamin und Trimethylchlorsilan hergestellt wurde. Die durch das CMR-Spektrum bestimmte Ausbeute betrug 85 bis 90%.

In ähnlicher Weise hergestellt unter Verwendung derselben molaren Mengen der Reaktionspartner und des entsprechenden Säurechlorids wurden Cloxacillin, Dicloxacillin, Staphcillin und Nafcillin. CMR-Daten aus diesen Acylierungsmischungen zeigte ein äußerst sauberes Acylierungsprodukt mit Ausbeuten von mindestens 85%.

030027/0544

A 17 967

- 47 -

Beispiel 8

Eine entsprechend den obigen Verfahren durchgeführte Umsetzung einer Verbindung der Formel

0
Il

H H

(CH₃KSi-O-C-NH-

J-

N—

^SCH.

bei der B eine leicht abspaltbare Esterschutzgruppe aus der Reihe Trimethylsilyl, Benzhydryl, Benzyl, p-Nitrobenzyl, p-Methoxybenzyl, Trichloräthyl, Phenacyl, Acetonyl, Methoxymethyl, 5-Indanyl, 3-Phthalidyl, 1- {{Äthoxycarbonyl) oxyjäthyl, Pivaloyloxymethyl und Acetoxymethyl ist, mit einem geeigneten Säurechlorid- oder Säurechloridhydrochlorid-reagens, das ggf. Blockierungsgruppen besitzt, gefolgt von einer Entfernung von Blockierungsgruppen, sofern deren Entfernung erwünscht ist, führt zu den folgenden Verbindungen: Almecillin; Armecillin; Azidocillin; Azlocillin; Bacampicillin; Bay K 4999 mit der folgenden Formel: .

CH,

0027/0544

292H22

A 17 967

48 -

BL-P1654 mit der Formel

BL-P19O8 mit der Formel

Carfecillin; Carindacillin; Cyclacillin; Clometocillin; Cloxacillin; Dicloxacillin; EMD-32412 mit der Formel

0027/0544

A 17 967

292H22

Epicillin; Floxacillin (Flucloxacillin); Furbucillin; Hetacillin; I.S₄F.-2664 mit der Formel

CH - CONH-

CH₃

O=C-OCH₂OC-C

(CH₅)

Isopropicillin; Methicillin; Mezlocillin; Nafcillin; Oxacillin; Phenbenicillin; PC-455 mit der Formel

CH,

Aparcillin (PC-904) mit der Formel

Piperacillin; 3,4-Dihydroxypiperacillin; Pirbenicillin; Pivampicillin; PL-385 mit der Formel

080027/0544

A 17 967

292H22

CH-

O=C

CHO

Prazocillin; Sarmoxicillin; Sarpicillin; Ticarcillin-Cresyl Natrium; Ticarcillin; Carbenicillin; Carfecillin; Fibracillin und Bay-e-6905 mit der Formel

CH - CONH

O^

CH₅

CK₅ COOH

C=O

■NH

Durch die Erfindung wurde somit ein neues, industriell verwertbares Verfahren zur Herstellung von Penicillinen geschaffen. Insbesondere kann Trimethylsilyl- oder ein anderer leicht hydrolysierbarer Ester von 6-Trimethylsilyloxycarbonlylaminopenicillansäure durch Einführen von gasförmigem Kohlendioxyd in eine wasserfreie Lösung des entsprechenden 6-Trimethylsilylaminopenicillanats gebildet werden und stellt ein brauchbares Zwischenprodukt für die Herstellung der Penicilline dar, insbesondere Amoxycillin und Ampicillin, indem es in wasserfreien Medien mit dem geeigneten Säurechlorid oder Säurechloridhydrochlorid acyliert wird.

ÖSQ027/0544

Claims (3)

292H22 PATENTANWÄLTE RUFF UND BEIER STUTTGART Dipl.-Chem. Dr. Ruff Dipl.-Ing. J. Beier Neckarstraße 5O D-7OOO Stuttgart 1 Tel.: CO7113 a2 7O51* Telex O7-23412 erub d Anmelderin: Bristol-Myers Company 345 Park Avenue New York N. Y. 10022 USA A 17 967 25. Mai 1979 R/S Verfahren zur Herstellung von Penicillinen und Zwischenprodukten hierzu Patentansprüche

1. Verbindung der Formel

V vXIq / tO1~U~o~

Ό-Β

in der B eine leicht abspaltbare Esterschutzgruppe ist.

2. Verbindung der Formel

Postsoheokkonto Stuttgart CBLZ

Si-O-C-NH

4293O 030027/0S44

)-7OB · Dresdner Bank Stuttgar

0-B

Stuttgart CBLZ βΟΟ SOOOOJ Konto 9 Oll 341

29214??

A 17 967

in der B eine leicht abspaltbare Esterschutzgruppe der folgenden Art ist, Trimethylsilyl, Benzhydryl, Benzyl, p-Nitrobenzyl, p-Methoxybenzyl/ Trichloräthyl, Phenacyl, Acetonyl, Methoxymethyl / 5-Indanyl, 3-P.hthalidyl, 1-[^(Äthoxycarbony1)oxyjäthy1, Pivaloyloxymethyl und Acetoxymethyl.

3. Verbindung der Formel

0 (CH₃J₃Si-O-C-NH

A/ Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel

η ^H y

Il = = /S^ /^Cri^ i_O-C-NH

J I₁ I ^₍

.0
0-3

in der B eine leicht abspaltbare Esterschutzgruppe ist/ dadurch gekennzeichnet, daß man einer Lösung einer Verbindung der Formel

H H

(CH₃J₃SiNH

3 ·

0-3

030027/0544

A 1? 967 - 3-

in der B die gleiche Bedeutung hat wie oben, in einem wasserfreien inerten organischen Lösungsmittel bei einer Temperatur im Bereich von 0° C bis 100° C trockenes Kohlendioxyd · zuführt, bis die Reaktion beendet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das trockene Kohlendioxyd mit einer Verbindung zur Umsetzung gebracht wird, in der B eine leicht spaltbare Esterschutzgruppe aus der folgenden Gruppe ist: Trimethylsilyl, Benzhydryl, Benzyl, p-Nitrobenzyl, p-Methoxybenzyl, Trlchloräthyl, Phenacyl, Acetonyl, Methoxymethyl, 5-Indanyl, 3-Phthalidyl, t- ^(Äthoxycarbonyl)oxyjäthyl, Pivaloyloxymethyl und Acetoxymethyl.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung eingesetzt wird, bei der B Trimethylsilyl ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines konventionellen Penicillins der Formel

η
bei der R-C- ein organischer Carbonsäurerest mit 2 bis Kohlenstoffatomen ist, unter Verwendung eines silylierten Kernes mit der Formel

H H

(CH₀KSiNH-

³³ · "CH₃

N-

030027/0544

A 17 967 - 4 -

in der B eine leicht abspaltbare Esterschutzgruppe ist, und unter Durchführung einer Acelierung mit dem Säurechlorid der organischen Carbonsäure, dadurch gekennzeichnet, daß der silylierte Kern vor der Acelierung in eine Verbindung der Formel

H H 1 I

^Si-O-C-NH

in der B die gleiche Bedeutung hat wie oben, entsprechend einem Verfahren nach den Ansprüchen 4 bis 6 umgewandelt wird.

8. Verfahren zur Herstellung von 6-al-Aminoarylacetamidopenicillansäure, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der Formel

Il ^^s\

(CH₃USi-O-C-NH-CH- CH C

CH

in einem wasserfreien inerten organischen Lösungsmittel mit einer annähernd äquimolaren Menge von D-(-)-oC-Aminoarylacetyl-chloridhydrochlorid umgesetzt wird.

9. Verfahren zur Herstellung von Amoxycillin, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der Formel

030027/0544

292U22

A 17 967 - 5 -

O
(CH, ) Si-O-C-NH-CH— CH

in einem wasserfreien inerten organischen Lösungsmittel mit einer annähernd äguimolaren Menge von D-(-)-2-p-Hydroxyphenylglycylchloridhydrochlorid umgesetzt wird.

10. Verfahren zur Herstellung von Ampicillin, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der Formel

>- CH

(CH,)₃Si-0-C-NH-CH—C

J—N

C-O-Si(CH-),

I ^{3 3}

in einem wasserfreien inerten organischen Lösungsmittel mit einer annähernd äquimolaren Menge von D-(-)-2-Phenylglycylchloridhydrochlorid umgesetzt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei einer Temperatur oberhalb -10° C durchgeführt wird.

12. Verwendung der Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis

3 zur Herstellung von Penicillinen, insbesondere Ampicillin und Amoxycillin.

030027/0544