DE3023831A1 - Neue 6-amino-spiro eckige klammer auf penam-2,4'-piperidin eckige klammer zu -3-carbonsaeure-derivate, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung - Google Patents

Neue 6-amino-spiro eckige klammer auf penam-2,4'-piperidin eckige klammer zu -3-carbonsaeure-derivate, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung

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DE3023831A1
DE3023831A1 DE19803023831 DE3023831A DE3023831A1 DE 3023831 A1 DE3023831 A1 DE 3023831A1 DE 19803023831 DE19803023831 DE 19803023831 DE 3023831 A DE3023831 A DE 3023831A DE 3023831 A1 DE3023831 A1 DE 3023831A1
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Eric Dr Cossement
Jacques Dr Leclercq
Ludovic Dr Rodriguez
Pierre Dr Ykman
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Description

PATENTANWÄLTE
DR. A. VAN DER WERTH DR. FRANZ LEDERER R. F. MEYER-ROXLAU
DlPL-ING. C1934-1974) DIPL-CHEM. DIPL-ING.
8000 MÖNCHEN 80 LUC1LE-GRAHN-STRASSE
TELEFON: (089) 472947 TELEX: S24624 LEDER D TELEGR-: LEDERERPATENT
20. Juni 19 80 Cas 16.20.06
UCB, S.A.
4, Chaussee de Charleroi, Saint-Gilles-lez-Bruxelles, Belgien
Neue 6-Amino-spiro[penam-2/4'-piperidin]-3-carbonsäure-Derivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
Die Erfindung bezieht sich auf neue 6-Amino-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-Derivate der allgemeinen Formel
N-Cg—CH 12C^, g, IJH-E Z£ Jj N* 2 CH CH2-CH2
σ cooH
worin
R Methyl, Phenyl oder Benzyl,
Z1 Wasserstoff und
Z2 einen Rest aus der Gruppe der in der Penicillinchemie bekannten Reste, vorzugsweise 2-Phenylacetyl, 2-Amino-2-phenylacetyl, 5-Methyl-3-phenyl-4-isoxazolcarbonyl und 2,6-Dimethoxybenzoyl, oder
Z^ und Z2 zusammen einen zweiwertigen Rest Z^, vorzugsweise den (Hexahydro-iH-azepin-1-yl)-methylen-Rest, bedeuten, sowie deren nicht-toxische, pharmazeutisch annehmbare Salze, ferner auf Verfahren zu ihrer Herstellung und
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ihre Verwendung.
Zunächst sei allgemein daran erinnert, daß die Penicilline eine Familie von Verbindungen darstellen, die der folgenden Formel entsprechen:
COOH
worin X eine große Vielfalt von Substituenten darstellt, von denen die am häufigsten verwendeten in üllmanns Enzyklopaedie der Technischen Chemie, 4. Auflage, Band 1_ (1974) , S.651-652, aufgeführt sind.
Die Mehrzahl der bisher im Hinblick auf die Ausweitung dieses Bereichs durchgeführten Arbeiten waren auf die Suche- nach neuen Substituenten X gerichtet, wobei der grundlegende Kern des Moleküls unverändert blieb. Nichtsdestoweniger wurden einige Orientierungsversuche unternommen, den Einfluß bestimmter Änderungen des Moleküls auf die Aktivität der so erhaltenen Verbindungen zu untersuchen. So hat man neue, den Penicillinen analoge Verbindungen vorgeschlagen, in denen aber die gem-Dimethyl-Gruppe in 2-Stellung durch andere Gruppierungen ersetzt war. So hat man nach und nach die folgenden Gruppierungen vorgeschlagen:
(BE-PS 738 131)
(D.H.R. Barton et al., Chem.
ti
3 Commun. 13, (1970) , S.1683-1684)
Man hat jedoch zur Zeit dieser verschiedenen Orientierungsversuche den Schluß gezogen, daß die Art der Substituenten
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am Kohlenstoffatom in 2-Stellung für die antibakterielle Aktivität der Penicilline oder analoger Verbindungen nicht wesentlich sei (vgl. z.B. hierzu R.J. Stoodley in "Progress in Organic Chemistry" (J^, (1973), S. 106). In noch jüngerer Zeit hat man folgende Gruppierungen vorgeschlagen:
(P.J. Claes et al., , ι Ή Eur.J.Med.Chem.-un Chimica Therapeutica,
1_0, (1975) , S.573-577)
Die Schlußfolgerung bezüglich der antibakteriellen Aktivität war identisch.
Nun haben die Arbeiten der Anmelderin auf diesem Bereich zeigen können, daß durch geeignete Substitution des Kohlenstoffatoms in 2-Stellung es möglich ist, Verbindungen zu erhalten, die nicht nur antibakterielle Aktivitäten aufweisen, die denen entsprechender Penicilline überlegen sind, sondern die außerdem besonders interessant sind bei der Behandlung von Infektionen, die durch Bakterien ausgelöst werden, die durch die Produktion von ß-Lactamasen, d.h. Enzymen, die die Aktivität des Antibiotikums durch Hydrolyse seines Lactamrings unterdrücken, gegenüber Penicillinen resistent sind. Damit sind Gegenstand der Erfindung diese neue Verbindungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Anwendung.
In der vorliegenden Beschreibung ist die angewandte Nomenklatur die von R.J. Stoodley, a.a.O. 102-103. Insbesondere bezeichnet man mit "Penam" den folgenden Kern:
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Die erfindungsgemäßen neuen Verbindungen sind 6-Amino-spirotpenam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäuren, in denen die Aminogruppe in 6-Stellung durch einen in der Penicillinchemie bekannten Substituenten substituiert ist. Es sind den Penicillinen analoge Verbindungen, in denen das Kohlenstoffatom in 2-Stellung des Penam-Kerns durch eine zweiwertige 3-Aza-pentamethylen-Kette substituiert ist, die mit diesem Kohlenstoffatom einen Heterocyclus bildet.
Diese neuen Verbindungen weisen also einen Spiran-Heterocyclus auf, bestehend aus dem Penam-Kern und aus dem monocyclischen, gesättigten, ein Stickstoff aufweisenden Heterocyclus.
Unter den in der Penicillinchemie bekannten Substituenten, die oben erwähnt wurden, sind insbesondere solche zu nennen, die in Ullmanns Enzyklopaedie der Technischen Chemie, a.a.O., aufgeführt sind.
Beispielsweise sind, wenn Z1 H und der Substituent Z^ 2-Phenylacetyl-Rest sind, die erfindungsgemäßen Verbindungen dem Benzylpenicillin (Penicillin G) analog, wenn Z1 H und Z„ der 2-Amino-2-phenylacetyl-Rest sind, die erfindungsgemäßen Verbindungen dem Ampicillin analog, wenn Z1 H und Z3 der 5-Methyl-3-phenyl-4-isoxazolcarbonyl-Rest sind, die erfindungsgemäßen Verbindungen dem Oxacillin analog, und wenn Z1 H und Z2 der 2,6-Dimethoxybenzoyl-Rest sind, die erfindungsgemäßen Verbindungen dem Methicillin analog.
Wenn Z^ und Z3 zusammen den (Hexahydro-1H-azepin-1-yl)-methylen-Rest bedeuten, sind die erfindungsgemäßen Verbindungen den Penicillinen analog, die Gegenstand der GB-PS 1 293 590 sind. In diesem Falle hat man Seitenketten, die mit dem Penam-Kern über eine Gruppierung ^1N-C=N- gebunden sind
H und die man als "Amidino-Penicilline" einstuft. Diese Art von
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Seitenkette wurde jüngst in die Penicillinchemie eingeführt, und sie führt zu Verbindungen, deren Aktivität im Bereich der Bakterienwand über einen anderen Mechanismus abläuft, als dem von Penicillinen mit traditionellen Seitenketten, wie sie zuvor definiert wurden. Der Unterschied ihrer Wirkungsweise auf die Bakterien steuert den Amidinopenicillinen ein originelles antibakterielles Spektrum bei.
Was die Stereochemie betrifft, so sollte die Existenz von drei Asymmetriezentren am C3, C5 und Cg zur Bildung von acht Isomeren führen, die sich zu vier racemischen Diastereoisomeren gruppieren können. Die Reaktionskinetik führt in der Tat zur Bildung nur der α-, β- und γ-Isomeren. Vorzugsweise isoliert man aus diesem Gemisch die racemische α-Verbindung, deren einer optischer Antipode die Konfiguration besitzt, die der des Penicillins entspricht; es ist ein Isomerengemisch (dl), d.h. der Konfigurationen (3S, 5R, 6R) + (3R, 5S, 6S) .
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel (I), in denen ' Z1 ein Wasserstoffatom und Z~ einen Rest aus der Gruppe der in der Penicillinchemie bekannten Reste, vorzugsweise der 2-Phenylacetyl-, 2-Amino-2-phenylacetyl-,5-Methyl-3-phenyl-4-isoxazolcarbonyl- und 2,6-Dimethoxybenzoyl-Reste, darstellen, werden erhalten, indem man einen Ester, vorzugsweise den Benzylester, mit einer 6-Amino-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure der Formel
H9N-CH CH
• · · "CH -CH C N __ CH 2 υπ2
O COOH
worin R die oben angegebene Bedeutung hat, mit einer Verbindung der Formel Z3Y (III), worin Z~ die oben angegebene Bedeutung hat und Y ein Halogenatom oder eine Hydroxylgruppe
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• j·
bedeutet, reagieren läßt und den so erhaltenen Ester durch Hydrogenolyse in die entsprechende Säure überführt.
Die Verbindungen der Formel (II), als Ausgangsverbindungen für die Herstellung der Verbindungen der Formel (I) gemäß der Erfindung eingesetzt, werden vorzugsweise in Form ihrer Salze mit der p-Toluolsulfonsäure verwendet.
Die Verbindungen der Formel (III) , die als Acylierungsmittel für die Aminogruppe in 6-Stellung dienen, können Säurehalogenide (Y = Halogen) oder eine freie Säure (Y = OH) sein; im letzteren Fall erfolgt die Acylierung in Gegenwart eines Kupplungsmittels, z.B. eines Carbodiimids, wie Diisopropylcarbodiimid. Außerdem kann, wenn die Verbindungen der Formel (III) eine Aminogruppe enthalten, letztere in an sich bekannter Weise geschützt werden, z.B. durch eine Benzyloxycarbonylgruppe, die dann bei der Hydrogenolyse abgespalten wird.
Die 6-Amino-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäuren der Formel (II) und insbesondere deren als Ausgangsprodukte eingesetzte Benzylester sowie das Verfahren zu ihrer Herstellung sind Gegenstand der gleichzeitig eingereichten Anmeldung, auf die besonders hingewiesen wird.
Die Verbindungen der Formel (II) werden wie folgt hergestellt:
(1) Man läßt den 2-Formyl-2-phthalimido-essigsäure-tert,-butylester der Formel (IV) mit einer a-Amino-4-mercapto-1-R-4-piperidinessigsäure der Formel (V) zum γ-Isomeren eines 4-Carboxy-a-phthalimido-8-R-1-thia-3,8-diazaspiro-[4,5]decan-2-essigsäure-tert.-butylesters der Formel (VI) nach der' Gleichung:
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(IV)
I CH9-COOH 2
(V)
reagieren,
(2) man epimerisiert das γ-Isomere der Formel (VI) zum αϊ sortieren der Formel (VII) durch Erwärmen mit Pyridin oder Diäthylamin nach der Gleichung:
γ-lsomer (VI)
Pyridin
Diäthylamin
α-Isomer (VII)
(3) man stellt den 4-Benzyloxycarbonyl-a-phthalimido-8-R-1-thia-3,8-diazaspiro[4,5]decan-2-essigsäure-tert.-butylester der Formel (VIII) durch Reaktion des α-Isomeren der Formel (VII) mit Diazophenylmethan oder einem Benzylhalogenid nach der Gleichung:
(VII) +
Λ Μ
(VIII)
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her,
(4) dann spaltet man den Phthalimidrest der Verbindung der Formel (VIII) durch Hydrazinolyse ab, was zum a-Amino-4-benzyloxycarbony1-8-R-1-thia-3,8-diazaspiro[4,5]-decan-2-essigsäure-tert.-butylester der Formel (IX) nach der Gleichung:
(VIII)
NH2-NH2
führt,
(5) man dealkyliert selektiv die tert.-ButyIestergruppierung der Verbindung (IX) durch Behandeln in Lösung in Nitromethan mit gasförmiger Chlorwasserstoffsäure, was das Dihydrochlorid der a-Amino-4-benzyloxycarbony1-8-R-1-thia-3,8-diazaspiro[4,5]decan-2-essigsäure der Formel (X) nach der Gleichung:
HCl
2\
CODH
CH \
C
/\
. 2HCl
H C-O
liefert,
(6) man blockiert die a-Aminogruppe der Verbindung (X) mit Tritylchlorid und erhält dabei die 4-Benzyloxycarbony1-8-R-a-tritylamino-1-thia-3,8-diazaspiro[4,5]decan-2-essigsäure der Formel (XI) nach der Gleichung:
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(X) ♦ 653 /</ \ J.
N CH ^^
(XI)
(7) dann cyclisiert man die Verbindung der Formel (XI), vorzugsweise in der Wärme, durch Umsetzen mit einem Carbodiimid (abgekürzt CI) zu dem 1'-R-6-Tritylamino-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester der Formel (XII) nach der Gleichung
CI (XI) >
(XII)
(8) man behandelt schlieClich die Verbindung der Formel (XII) mit p-Toluolsulfonsäure (p-TS) zum 6-2imino-1 '-R-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester der Formel (II) in Form des Di-p-toluolsulfonats nach der Gleichung
. 2p-TS /
(II)
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wobei in diesen Formeln R eine Methyl-, Phenyl- oder Benzy!gruppe bedeutet.
Die Herstellung des 2-Formyl-2-phthalimido-essigsäure-tert.-butylesters der Formel (IV) ist in der Literatur (J. Sheehan et al., J. Am. Chem. Soc. 76_, (1954) S. 158-160) beschrieben.
Die Herstellung der cx-Amino-^mercapto-i-R-^piperidin-essigsäure der Formel (V) kann nach folgenden Stufen erfolgen:
a) Umsetzen von 2-Isocyanessigsäureäthylester mit einem 1-R-4-Piperidon in Gegenwart einer Suspension von Natriumhydrid in Tetrahydrofuran zum a-Formamido-1-R-piperidin-
4 et
Δ ' -essigsaureäthylester nach der Gleichung
Il
4 α b) Erwärmen des a-Formamido-1-R-piperidin-A ' -essigsäureäthylesters mit Phosphorpentasulfid in Acetonitrillösung auf Rückfluß zum 8-R-1-Thia-3,8-diazaspiro[4,5]dec-2-en-4-carbonsäureäthylester nach der Gleichung
X%
pe ^R ^ / TI^n
P2S5
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-A-
c) Ringöffnung des 8-R-1-thia-3,8-diazaspiro[4,5]dec-2-en-4-carbonsäureäthylesters durch Erwärmen mit gasförmiger Chlorwasserstoffsäure zur a-Amino-4-mercapto-1-R-4-piperidinessigsäure der Formel (V) in Form des Dihydrochlorids, nach der Gleichung
HS _
[-R . 2HCl
wobei in allen diesen Formeln R eine Methyl-, Phenyl- oder Benzylgruppe ist. Gegebenenfalls kann man die beiden enantiomeren Formen der Verbindungen der Formel (V) trennen, was es ermöglicht, direkt das optisch reine Diastereo isomere (VI) zu erhalten.
Im Rahmen der Erfindung versteht man unter "nicht-toxischen, pharmazeutisch annehmbaren Salzen" insbesondere die Salze von Metallen, wie Natrium, Kalium, Calcium und Aluminium, die Ammoniumsalze und die Salze von Aminen, wie Trialkylaminen, insbesondere Triäthylamin, Procain, Dibenzylamin, N-Benzyl-ß-phenetylamin, 1-Ephenamin, N,N'-Dibenzyl-äthylendiamin, Dehydroabiethylamin, Ν,Ν'-Bis-dehydroabiethyläthylendiamin, N-(Niederalkyl)piperidinen, wie N-Äthylpiperidin, und allgemein die für" die Penicilline G und V bereits bekannten Salze (vgl. üllmanns Enzyklopaedie, a.a.O., S. 653).
Diese Salze können ausgehend von entsprechenden Säuren nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden.
In dem besonderen Fall, wo Z2 den 2-Amino-2-phenylacetyl-Rest bedeutet, können die erfindungsgemäßen Produkte in ihre Säureadditionssalze überführt werden, z.B. mit nicht-toxischen,
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pharmazeutisch annehmbaren Säuren, wie Essigsäure, Zitronensäure, Bernsteinsäure, Ascorbinsäure, Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure.
Die Verbindungen der Formel (I) , in denen Z.. und Z2 zusammen einen zweiwertigen Rest Z3 bedeuten, vorzugsweise den (Hexahydro-1H-azepin-1-yl)methylen-Rest, werden hergestellt, indem man eine β-Amino-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure der Formel (II) oder einen ihrer Ester mit einem aktivierten Derivat einer Verbindung der Formel Z3=O, vorzugsweise einem aktivierten Derivat des Hexahydro-1H-azepin-1-carboxaldehyds, reagieren läßt.
Das aktivierte Derivat der Verbindung Z3=O ist z.B. und bevorzugt das durch Einwirkung von Oxalylchlorid erhaltene entsprechende Amidchlorid oder der durch Einwirkung von Dimethylsulfat erhaltene Komplex. Vorzugsweise verwendet man die folgenden Verbindungen, die aktivierte Derivate des Hexahydro-IH-asepin-1-carboxaldehyds sind, d.h. jeweils die Verbindungen der.Formeln:
,Cl
Cl
(1-(Chlormethylen)-hexahydro-1H-azepiniumchlorid)
r\c
SO^CH,^ (1-Methoxymethylen)-hexahydroazepiniummethylsulfat)
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Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der Verbindungen der Formel (I) sowie ihrer nicht-toxischen, pharmazeutisch annehmbaren Salze als antibakterielle Mittel, als diätetische Zusatzstoffe für die Tierernährung und als therapeutische Mittel für Tiere und selbst für den Menschen bei der Behandlung von durch gram-positive und gram-negative Bakterien hervorgerufenen Infektionskrankheiten.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen besitzen in der Tat ein sehr breites antibakterielles Aktivitätsspektrum, zugleich gegen gram-positive und gegen gram-negative Bakterien, sind aber ganz besonders wirksam zur Bekämpfung von resistenten, ß-Lactamasen produzierenden Bakterienstämmen.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.
Beispiel I Herstellung von 6-(2-Phenylacetamido-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäuren
1.1. Herstellung von 1'-Methyl-6-(2-phenylacetamido)-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure
a) 1'-Methyl-6-(2-phenylacetamido)spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester
Das Di-p-toluolsulfonat des 6-Amino-1'-methyl-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylesters (8,5 g = 0,012 Mol) (hergestellt nach der im Beispiel 1.8.1. der gleichzeitig eingereichten Anmeldung beschriebenen Methode) wird durch Lösen in 200 ml Methylenchlorid und Zugabe von 2,44 g (0,024 Mol) Triäthylamin in die freie Base überführt, man kühlt die Lösung auf -100C ab und behandelt sie zugleich mit einer Lösung von 1,86 g (0,012 Mol) Phenylacetylchlorid in 40 ml Methylenchlorid und mit einer Lösung von 1,24 g (0,012 Mol) Triäthylamin in 40 ml Methylenchlorid; die Zugabedauer
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• Allst etwa 1 h.
Man rührt weitere 2 h und läßt dabei die Temperatur auf O0C kommen, wäscht die Lösung nacheinander mit Wasser, einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlosung und erneut mit Wasser. Nach dem Einengen zur Trockne erhält man 4,4 g des 1'-Methyl-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylesters;Ausbeute 76,2 %, Schmp. 124-125°C. IR-Spektrum (KBr): 3318 cm"1 (NH); 1800 cm~1 (ß-Lactam);
1740 cm"1 (Ester); 1670 cm"1 (Amid); 690, 740 cm (monosubstituiertes Phenyl)
NMR-Spektrum (CDCl3-TMS): H3 : Singulett bei 4,52 ppm
Hr : Dublett bei 5,47 ppm H, : Dublett bei 5,65 ppm Hj- und Hg koppeln, J = 4,1 Hz Massenspektrum: M " m/e = 479
b) 1'-Methy1-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin] 3-carbonsäure
Unter einem Wasserstoffdruck von 3,2 bar (3,2 kg/cm ) in Gegenwart von 4,4 g 10 % Pd/C hydrogenolysiert man in einer Parr-Apparatur 1 h lang eine Lösung von 4,4 g (0,091 Mol) (nach I.1.a) hergestellten) 1'-Methyl-6-(2-phenylacetamido) -spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylesters in 800 ml Äthanol. Dann filtriert man und läßt den Niederschlag in 1,5 1 eines 9/1-Methanol/Wasser-Gemischs 1 h digerieren. Einengen des Filtrats zur Trockne liefert 1,6 g der 1'-Methy1-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure; Ausbeute 44,8 %, Schmp. 189-1900C (Zers.).
IR-Spektrum .(KBr): 1770cm"1 (ß-Lactam) Massenspektrum: M - 44 (CO-): m/e = 345.
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für C19 H23N3O4 S • (MG 389, • 78 S 8, 23
Analyse : C 58 ,59 H 5,95 483): 20 7, 20
ber. (%) : 56 ,7 6,1 N 10,
gef. (%) 10,
1.2. Herstellung der 1'-Benzyl-6-(2-pheny!acetamido)-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure
a) 1'-Benzyl-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester
t>as Di-p-toluolsulf onat des 6-Amino-1'-benzyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylesters (7,82 g = 0,01 Mol) (hergestellt nach der im Beispiel 1.8.2 der gleichzeitig eingereichten -Anmeldung beschriebenen Methode) wird in die freie Base durch Lösen in 120 ml Methylenchlorid und Zugabe von 2,023 g (0,02 Mol) Triäthylamin überführt, man kühlt die Lösung auf -100C und behandelt sie langsam und gleichzeitig mit einer Lösung von 1,55 g (0,01 Mol) Phenylacetylchlorid in 40 ml Methylenchlorid und mit einer Lösung von 1,01 g (0,01 Mol) Triäthylamin in 40 ml Methylenchlorid.
Man rührt weitere 2 h und läßt dabei die Temperatur auf 0 C kommen, wäscht die Lösung nacheinander mit Wasser, einer gesättigten Natrxumhydrogencarbonatlösung und erneut mit Wasser. Nach Einengen zur Trockne und Kristallisieren des Rückstands aus Cyclohexan erhält man den 1·-Benzyl-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäurebenzylester, den man so, wie er ist, der Stufe I.2.b) unterwirft; Ausbeute 71 %, Schmp. 130-1310C. IR-Spektrum (KBr): 1792 cm"1 (ß-Lactam); 1750 cm"1 (Ester);
701-740 cm" (monosubstituiertes Phenyl) Massenspektrum: M+* m/e = 555
M - 33 (SH) : m/e ■ 522 M - 91 (C7H7) : m/e = U6U
no_
I COOCHg-Λ yS : m/e « 38l
0 30 0-6 4/0*7 9 3
Analyse für C33H33N3O4S (MG 555,706) ber. (%): C 69,16 H 5,99 N 7,56 gef. (%): 71,72 5,87 8,01
b) 1'-Benzyl-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin] 3-carbonsäure
Unter einem Wasserstoffdruck von 3,2 bar (3,2 kg/cm ) in Gegenwart von 4 g 10 % Pd/C hydrogenolysiert man in einer Parr-Apparatur 1,5 h lang eine Lösung von 1'-Benzyl-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäurebenzylester, hergestellt nach I.2.a) in 800 ml Äthanol. Dann filtriert man, engt das Filtrat im Vakuum zur Trockne ein und verreibt den Rückstand in Isopropylalkohol. So erhält man 1'-Benzyl-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure in einer Ausbeute von 71 %; Schmp. 170-1710C (Zers.)
NMR-Spektrum (DMSO-TMS): H3 : Singulett bei 4,2 ppm
>N-CH2- ft \ : Singulett bei 3,87 ppm
Singulett bei 5,81 ppm
: kein } -CH2CONH- : m/e : Si N 9, ng
Massenspektrum M - M" : m/e 8,
M - 18 (H2O) 465,581 = 447
H27N3O 44 (CO2) 84 = 421
Analyse für C35 64,49 4S (MG 03 )
ber. (%) : C 62,19 H 5, 02
gef. (%) : 6, 57
1.3. Herstellung der 1'-Pheny1-6-(2-phenylacetamido)-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure
a) 1'-Pheny1-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester
Zu einer Suspension von 1,53 g (0,002 Mol) Di-p-toluolsulfonat des 6-Amino-1'-pheny1-spiro[penam-2,4'-piperidin]-
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- YT-
3-carbonsäure-benzylesters (herstellt nach der im Beispiel 1.8.3 der gleichzeitig eingereichten Anmeldung beschriebenen Methode) in 100 ml wasserfreiem Methylenchlorid gibt man auf einmal 404 mg (0,004 Mol) Triäthylamin in 10 ml Methylenchlorid.
Man kühlt die Lösung auf zwischen O und -5 C und tropft gleichzeitig eine Lösung von 340 mg (0,022 Mol) Pheny1-acetylchlorid in 30 ml Methylenchlorid und eine Lösung von 220 mg (0,022 Mol) Triäthylamin in 30 ml Methylenchlorid zu. Die Zugabedauer ist ungefähr 1 h. Man rührt weitere 3 h bei 15°C. Dann wäscht man die Lösung nacheinander mit Wasser, mit einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung und erneut mit Wasser.
Nach Eindampfen zur Trockne und Umkristallisieren des Rückstands aus einem Gemisch aus Äthylacetat und Hexan (1:3) erhält man 950 mg 1'-Pheny1-6-(2-phenylacetamido)-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester; Ausbeute 88 %, Schmp. 120-1210C.
-1
IR-Spektren (KBr): 3300 cm
(CO).
NMR-Spektren (CDCl3-TMS): 3 PhenyIe
H,-
Hr
-COOCH2- V
(NH); 1754, 1728, 1635 cm
-1
: Multiplett bei 7,55 bis 6,65 ppm
: Dublett bei 5,78 ppm
: Dublett bei 5,45 ppm
: Singulett bei
5,18 ppm
: Singulett bei
4,57 ppm
CH2CONH- : Singulett bei 3,64
ppm
030084/0793
Analyse für C31H31N3O4S (MG 541,65)
ber. (%) : C 68, 74 H 5, 77 N 7, 76
gef. (%) : 68, 80 5, 59 7, 50
b) 1'-Pheny1-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure
Man hydrogenolysiert eine Lösung von 470 mg (0,000869 Mol) I'-Pheny1-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester, hergestellt nach I.3.a) in 200 ml absolutem Äthanol in einer Parr-Apparatur 2 h in Gegenwart von 500 mg 10 % Pd/C bei Raumtemperatur und unter
2 einem Wasserstoffdruck von 3,5 bar (3,5 kg/cm ).
Dann filtriert man, engt das Filtrat zur Trockne ein und nimmt den Rückstand erneut mit Äther auf. Der Niederschlag wird filtriert und mit Äther gewaschen.
So erhält man 310 mg 1'-Pheny1-6-(2-phenylacetamido)-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure, Ausbeute 79 %, Schmp. 153-154°C (Zers.)
IR-Spektrum (KBr): 1770 cm"1 (CO ß-Lactam); 1645 cm"1
(CO-Amid)
NMR-Spektrum (DMSO-TMS): NH : Multiplett bei 8,95 bis
8,70 ppm
2 PhenyIe:Multiplett bei 7,5 bis 6,6
ppm
H5 und H6:Multiplett bei 5,6 bis
5,3 ppm
H, :Singulett bei 4,46 ppm ff \-t
CH2CONH-:Singulett bei 3,57 ppm
030084/0793
Analyse für C 24H25N3°4S (MG
ber. (%) : C 63,84 H 5,58 N 9,31 gef. (%) : 61,60 5,36 8,52
Beispiel II : Herstellung von 6-(2,6-Dimethoxybenzamido)-
spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäuren II.1. Herstellung der 6-(2,6-Dimethoxybenzamido)-1 ' -
methyl-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure a) 6-(2,6-Dimethoxybenzamido)-1'-methyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester
Das Di-p-toluolsulfonat des 6-Amino-1'-methyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylesters (4,94 g = 0,007 Mol) (hergestellt, wie in Beispiel I.1.a) angegeben) wird durch Lösen in 80 ml Methylenchlorid und Zugabe von 1,42 g (0,014 Mol) Triäthylamin in die freie Base überführt, man kühlt auf -10 C ab und behandelt gleichzeitig zutropfend mit einer Lösung von 1,40 g (0,007 Mol) 2,6-Dimethoxybenzoylchlorid in 20 ml Methylenchlorid und mit einer Lösung von 0,71 g (0,007 Mol) Triäthylamin in 20 ml Methylenchlorid; die Zugabedauer ist etwa 1 h.
Man rührt weitere 2 h und läßt dabei die Temperatur auf 00C kommen, wäscht die Lösung nacheinander mit Wasser, mit einer Natriumhydrogencarbonatlösung und erneut mit Wasser. Nach Einengen zur Trockne und Kristallisieren des Rückstands aus Äthylacetat erhält man 2,5 g 6-(2,6-Dimethoxybenzamido)-1'-methyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester , Ausbeute 68 %, Schmp. 97°C (Zers.). IR-Spektrum (KBr) : 1792 cm (ß-Lactam) NMR-Spektrum (CDCl3-TMS) : H3 : Singulett bei 4,61 ppm
H5 : Düblett bei 5,25 ppm Hg : 2 Dublettsbei 5,96 ppm NH : Dublett bei 6,60 ppm H1- und Hg : koppeln, J = 4,1 Hz Amino-H und Hg koppeln, J = 8 Hz Massenspektrum : M " m/e = 525
030Ö64/0793
Analyse für C27H31N3OgS (MG 525,635) ber. (%) : C 61,70 H 5,94 N 7,99 gef. (%) : 60,85 6,29 7,38
b) 6-(2,6-Dimethoxybenzamido)-1'-methyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure
2 Unter einem Wasserstoffdruck von 3,2 bar (3,2 kg/cm ) in Gegenwart von 1,5 g 10 % Pd/C hydrogenolysiert man in einer Parr-Apparatur 1 h eine Lösung von 2 g (0,0038 Mol) 6-(2,6-Dimethoxybenzamido)-1'-methyl-spiro[penam-2,4-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester (herstellt nach II.1.a)) in 700 ml Äthanol. Dann filtriert man, engt das Filtrat zur Trockne ein und spült den Rückstand mit etwas Äthanol. So erhält man 1,2 g 6-(2,6-Dimethoxybenzamido)-1'-methylspiro [penam-2, 4 '-piperidin] -3-carbonsäure, Ausbeute 60,4 %, Schmp. 193-194°C (Zers.)
IR-Spektrum (KBr): 1779 cm (ß-Lactam) NMR-Spektrum (DMSO-TMS) : H3 : Singulett bei 3,96 ppm
NH : Dublett bei 8,92 ppm Amino-H und Hg koppeln, J = 7,3 Hz
Analyse für c 2oH25N3°6S *MG 435'51°) ber. (%) : C 55,16 H 5,18 N 9,64 gef. (%) : 51,06 6,51 8,92
II.2 Herstellung der 1'-Benzyl-6-(2,6-dimethoxybenzamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure
Wie nach II.1 wurden auch die folgenden Verbindungen hergestellt:
a) 1 '-Benzyl-6-(2,6-dimethoxybenzami.do)-spiro[penam-2, 4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester
b) 1'-Benzyl-6-(2,6-dimethoxybenzamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure.
030064/0793
Beispiel III. Herstellung von 6-[D(-)-(2-Amino-2-phenylacetamido)]spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäuren
III.1. Herstellung der 6-[D(-)-(2-Amino-2-phenylacetamido)]-1'-methyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure.
a) 6- [D (-) ^-Benzyloxycarbonylamino^-phenylacetamido) ] 1'-methyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäurebenzylester.
Das Di-p-Toluolsulfonat des 6-Amino-1'-methyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylesters (9 g = 0,0127 Mol) (hergestellt, wie in Beispiel I.1.a) angegeben) wird durch Lösen in 120 ml Methylenchlorid und Zugabe von 2,57 g (0,025 Mol) Triäthylamin in die freie Base überführt, und man gibt zu der so erhaltenen Lösung 3,71 g (0,013 Mol) N-(Benzyloxycarbonyl)-D(-)-2-phenyl-glycin und 4 g Diisopropylcarbodiimid. Nach 24 h filtriert man und dampft den Überschuß an Lösungsmittel und Reagens unter Vakuum ab. Den Eindampfrückstand läßt man über eine Kieselgelsäule (Merck 60) unter Elution zuerst mit Chloroform, dann mit Aceton, laufen. Dann engt man die so erhaltene Acetonlösung zur Trockne ein, nimmt den Rückstand mit Chloroform wieder auf, filtriert die erhaltene Lösung und engt erneut zur Trockne ein. Nach Kristallisieren des Rückstands aus Acetonitril erhält man 0,9 g 6-[D(-)-(2-Benzyloxycarbonylamino-2-phenylacetamido)]-1'-methyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester, mit etwas 1,3-Diisopropylharnstoff verunreinigt. Schmp. 141-141,5°C.
IR-Spektrum (KBr): 3325 cm"1 (NH); 1790 cm ~1 (ß-Lactam);
695, 745 cm (monosubstituiertes
Phenyl) NMR-Spektrum (CDCl3-TMS) : } N-CH3 : Singulett bei 2,21 ppm
030064/0793
- Ii-
' AS" 		302383 C
~> I		 r08 ppm
-COOCH2- Ö : Singulett bei 5, , 15 ppm
-COOCH2- O : Singulett bei 4, r54 ppm
H3 : Singulett bei ,2 ppm
H5 : Dublett bei 5, r7 ppm
H6 : Dublett bei 5,
b) 6-[D(-)-(2-Amino-2-phenylacetamido)]-1'-methyl-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure
Unter einem Wasserstoffdruck von 3,2 bar (3,2 kg/cm ) in Gegenwart von 1,2 g 10 % Pd/C hydrogenolysiert man in einer Parr-Apparatur 3 h eine Lösung von 1,15 g (0,0018 Mol) 6-[D(-)-(2-Benzyloxycarbonylamino-2-phenylacetamido]-1'-methyl-spiro[penam-2,4'-piperidin] -3-carbonsäure-benzylester (hergestellt nach III.La)) in 600 ml Äthanol. Nach Einengen zur Trockne und Kristallisieren des Rückstands aus Isopropylalkohol erhält man 0,5 g 6-[D(-)-(2-Amino-2-phenylacetamido)]-1'-methyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure, Ausbeute 67,9 %, Schmp. 185°C (Zers.). IR-Spektrum (KBr): 3412 cm"1 (NH2); 1780 cm"1 (ß-Lactam);
1680 cm"1 (Amid); 1615 cm ~1 (C00~) NMR-Spektrum (DMSO-TMS):
2H2, , 2H3, , 2H5, und 2Hg1 : Multiplett bei 1,5bis 3,8
ppm
H3 : Singulett bei 3,96 ppm
H5 + Hg : Multiplett bei 5,1 bis
5,7 ppm
5H der Phenylgruppe : Multiplett bei 7,35 ppm
NH : breit bei 9,05 ppm
III.2 Herstellung der 6-[D(-)-(2-Amino-2-phenylacetamido)] 1'-benzyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure
a) 1'-Benzyl-6-[D(-)-(2-benzyloxycarbonylamino-2-phenylacetamido)]-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäurebenzylester.
030064/0793
ac-
Das Di-p-toluolsulfonat des 6-Amino-1'-benzyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylesters (9,93 g = 0,0127 Mol) (hergestellt, wie in Beispiel I.2.a) angegeben) wird durch Lösen in 200 ml Methylenchlorid und Zugabe von 2,57 g (0,0254 Mol) Triäthylamin in die freie Base überführt, und man gibt zur so erhaltenen Lösung 3,70 g (0,013 Mol) N-(Benzyloxycarbonyl)-D(-)-2-phenylglycin und 7 g Diisopropylcarbodiimid. Nach 24 h filtriert man und engt das Filtrat unter Vakuum ein. Den Rückstand läßt man durch eine Kieselgelsäule (Merck 60) mit Chloroform als Elutionsmittel laufen. Nach 2 Durchgängen ergibt das Einengen des Eluats zur Trockne 1,2 g 1'-Benzyl-6[D(-)-(2-benzyloxycarbonylamino-2-phenylacetamido)]-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester, Schmp, 72-73°C.
IR-Spektrum (KBr): 1793 cm"1 (ß-Lactam); 1737, 1749 cm"1
(Ester);
1685 cm"1 (Amid); 698, 742 cm"1 (monosubstituiertes Phenyl) NMR-Spektrum (CDCl3-TMS):
IN-CHg-/ λ : singulett bei 3,41 ppm
Hj . Singulett bei 4,46 ppm
Λ : singulett bei 5,05 ppm
i Λ ' Singulett bei 5,15 ppm
V-CH-CO- : singulett bei 5,43 ppm
—7 ι
Massenspektrum :
M ' m/e = 70I4
: m/e = 381
030064/079
idem - 33 (SH) Analyse für C40H40N4OgS (MG 704,858)
/e » 38O
m/e - 3U7
ber. (%)
gef. (%)
C 68,27
68,17
H 5,72 5,60
N 7,94 8,26
b) 6-[D(-)-(2-Amino-2-phenylacetamido)]-1'-benzyl-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure
Unter einem Wasserstoffdruck von 3 bar (3 kg/cm ) in Gegenwart von 1 g 10 % Pd/C hydrogenolysiert man in einer Parr-Apparatur etwa 3 h eine Lösung von 1,2 g (0,0017 Mol) 1'-Benzyl-6-[D(-)-(2-benzyloxycarbonylamino-2-phenylacetamido) ] spiro [penam-2 ,4 '-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester (hergestellt nach III.2.a)) in 250 ml Äthanol. Dann filtriert man, dampft das Filtrat zur Trockne ein und erhält 0,3 g 6-[D(-)-(2-Amino-2-phenylacetamindo)]-1 '-benzyl-spiro [penam-2, 4 '-piperidin]-3-carbonsäure, Schmp. >195°C (Zers.).
IR-Spektrum (KBr): 3415 cm"
(NH2); 1785 cm
(Air -1
"1
(ß-Lactam);
1680 cm"1 (Amid); 1615 cm"1 (COO~);
700, 750 cm ' (monosubstituiertes Phenyl) MassenSpektrum des Methylesters (nach Verestern mit Diazomethan):
M+' : m/e « U9U
+ U95 1*93 U61
M+' : m/e « U9U /M + HT+* : m/e /M - H7+' : m/e M - 33(SH) : m/e
M - 59 (COOCH3) : m/e - U35
m/e « 361
030064/07 93
362
COOCH3
3O5
COOCH
Analyse für C35H28N4O4S (MG 480,597)
her. (%) : C 62,47 H 5,87 N 11,66
gef. (%) : 56,76 5,90 9,40
III.3. Herstellung der 6-[D(-)-(2-Amino-2-phenylacetamido)]-1·-phenyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure
a) 6- [D(-)-(2-Benzyloxycarbonylamino-2-phenylacetamido)]-1'-phenyl-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäurebenzylester
Zu einer Suspension von 1,53 g (0,002 Mol) Di-p-toluolsulfonat des 6-Amino-1'-phenyl-spiro[penam-2,4' -piperidin]-3-carbonsäure-benzylesters (hergestellt, wie in Beispiel I.3.a) angegeben) in 50 ml Methylenchlorid gibt man bei Raumtemperatur 0,404 g (0,004 Mol) Triäthylamin in 5 ml Methylenchlorid.
Man kühlt die Lösung auf zwischen 0 und -5 C und gibt nacheinander 0,630 g (0,002 Mol) N-(Benzyloxycarbonyl)-D(-)-2-phenylglycin in 10 ml Methylenchlorid, dann eine Lösung von 0,460 g Dicyclohexylcarbodiimid in 30 ml Methylenchlorid hinzu. Man rührt 1 h bei 5°C, dann noch eine Nacht bei Raumtemperatur. Man filtriert den Niederschlag und wäscht das Filtrat nacheinander mit Wasser, mit einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung und dann erneut mit Wasser. Man trocknet und engt zur Trockne ein. Der Rückstand liefert nach Umkristallisieren aus einem Äthylacetat/Hexan (1: 3)-Gemisch 1,36 g 6-[D (-) - (2-benzyloxycarbonylamino-2-phenylacetamido)]-1'-phenyl-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-
030064/0793
3-carbonsäure-benzylester, Ausbeute 99 %, Schmp. 167-1680C. IR-Spektrum (KBr): 3320 cm~1 (NH); 1765, 1730, 1664 cm ~1
(CO)
NMR-Spektrum (CDCl3-TMS):
4 PhenyIe : Multiplett bei 7,55 bis
6,55 ppm
H5, H und 2 -COOCH2-/^: Multiplett bei 5,55 bis
5,00 ppm
• H3 : Singulett bei 4,56 ppm
Analyse für C39H38N4OgS (MG 690,79)
ber. (%) : C 67,80 H 5,54 N 8,11
gef. (%) : 67,36 5,93 8,23
b) 6-[D (-)-(2-Amino-2-phenylacetamido)]-1'-pheny1-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure
Man hydrogenolysiert bei gewöhnlicher Temperatur 4 h in einer Parr-Apparatur unter einem Wasserstoffdruck von 3,5 bar (3,5 kg/cm2) und in Gegenwart von 1 g 10 % Pd/C eine Lösung von 690 mg 6-[D (-)-(2-Benzyloxycarbonylamino-2-phenylacetamido)]-1'-pheny1-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure-benzylester (hergestellt nach III.3.a)) in 200 ml absolutem Äthanol. Dann filtriert man, wäscht das Filtrat mit Äthanol und engt zur Trockne ein. Der Rückstand wird in Äther aufgenommen. Nach Filtrieren isoliert man 120 mg 6-[D(-)-(2-Amino-2-phenylacetamido)]-1'-pheny1-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure, Ausbeute: 26 %, Schmp. 187-189°C (Zers.).
1) ,
(Amid)
IR-Spektrum (KBr): 1765 cm ' (CO ß-Lactam) , 1675 cm"1
Analyse für C34H26N4O4S (MG 466,55): ber. (%) : C 61,78 H 5,62 N 12,01 gef. (%) : 57,90 5,81 10,07.
030064/0793
Pharmakologische Eigenschaften
Verschiedene Vergleichsversuche zur biologischen Aktivität der Verbindungen der Formel (I) gegenüber verschiedenen Bakterienstämmen des gram-positiven oder gram-negativen Typs wurden durchgeführt. Die Bezugsverbindungen sind Penicillin G, Ampicillin bzw. Methicillin. Zunächst folgen einige Angaben zu Herkunft und Eigenschaften der verwendeten Bakterienstämme.
A. Gram-positive Bakterienstämme
- Staphylococcus aureus 6538
Es handelt sich um einen gegenüber Penicillinen besonders empfindlichen gram-positiven Kokkus, der einen wenig wnichtigen Resistenzmechanismus aufweist. Dieser Staphylococcus-Stamm ist damit repräsentativ für maximale Empfindlichkeit der Art.
- Staphylococcus aureus 52149
Es handelt sich um eine gram-positive Kokke, deren natürliche Empfindlichkeit des Rezeptors der des vorigen Stammes gleichwertig ist, die aber eine für die Art typische ß-Lactamase produziert, die sie gegenüber allen Hydrolyseempfindlichen Penicillinen resistent macht.
B. Gram-negative Bakterienstamme
- Escherichia coli B.
Es handelt sich um einen klassischen Escherichia Coli-Stamm von Sammlungen, der sehr wenig ß-Lactamase (des Typs I) produziert und somit gegenüber Penicillinen sehr sensibel ist. Was die Klassifikation von ß-Lactamasen betrifft, so
030064/0793
wird die von M.H. Richmond und R.B. Sykes in Advances in Microbial Physiology, 9_, (1973), S. 43 und 45, vorgeschlagene angewandt.
- Escherichia coli B-Ampi R.
Es handelt sich um eine von der Anmelderin erzeugte Mutante des vorhergehenden Stammes. Dieser Stamm dagegen ist hyper-produktiv für die bereits vom Mutterstamm E. Coli B'. produzierte ß-Lactamase des Typs I. Sie zeigt gegenüber Penicillinen erhöhte Resistenz, die, wie es scheint, direkt an die Produktion der ß-Lactamase gebunden ist.
- Escherichia coli K 12.
Es handelt sich um einen klassischen Stamm von Sammlungen, der sehr wenig ß-Lactamase des Typs I produziert und somit gegenüber Penicillinen sehr empfindlich ist.
Escherichia coli K 12-44-S.
Es handelt sich um eine pleiotrope Mutante von E. coli K 12-44 (seinerseits wieder eine Mutante von E. coli K 12). Diese Mutante produziert keine ß-Lactamase und ist durch Hyperpermeabilität gegenüber Penicillinen sehr empfindlich.
- Escherichia coli K 12-44-S-TEM.
Dieser Stamm wird aus einem Stamm von E. coli K 12-44-S erhalten, wobei man ein Episom TEM, das insbesondere für die Produktion einer ß-Lactamase,Typ III,verantwortlich ist, übertragen hat.
- Escherichia coli K 12-44-S-PR*
Dieser Stamm wird aus einem Stamm von E. coli K 12-44-S
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erhalten, wobei man das Episom RP1, das für einen Resistenzfaktor gegenüber Penicillinen durch Impermeabilität der Bakterienwand verantwortlich ist, übertragen hat.
C. Ergebnisse der Aktivitätsvergleichsversuche
Nach der anschließend beschriebenen Arbeitsweise wurde für eine bestimmte Zahl von Verbindungen der Formel (I) die Mindestheminkonzentration (abgekürzt MHK) des Bakterienwachstums bestimmt.
Die zu testenden Produkte werden in steigenden Konzentrationen in ein Nährkulturmedium in Petrischaien eingebracht. Ein Mehrfachimpfer wird verwendet, um auf der Oberfläche des Mediums gleichzeitig Tropfen (zu jeweils 10 μΐ) Impfflüssigkeit (Suspension mit ungefähr 10 Bakterien pro ml) aufzubringen. Nach 24-stündiger Inkubation bei 370C wird das Bakterienwachstum beobachtet. Definitionsgemäß wird die MHK als Mindestkonzentration (in μΜοΙ pro ml) ausgedrückt, die die Bakterienvermehrung hemmt. Bei den folgenden Ergebnissen ist die MHK für die Bezugsprodukte gleich 1 gesetzt, und die für die getesteten Verbindungen der Formel (I) angegebenen Aktivitätswerte sind somit relative Werte. Diese Darstellung der Ergebnisse ist die korrekteste und reproduzierbarste, denn für ein und denselben Bakterienstamm kann man verschiedene MHK-Werte beobachten, je nachdem, zu welchen verschiedenen Zeitpunkten sie gemessen wurden. Dies ist an "saisonale" Schwankungen der Stämme und ihr Nährmedium gebunden.
Die getesteten Verbindungen sind folgende:
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Verbindung A: 1'-Methyl-6-(2-phenylacetamido)-spiro-
[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure, Verbindung B: 1'-Benzy1-6-(2-phenylacetamido)-spiro-
[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure, Verbindung C: 1'-Pheny1-6-(2-phenylacetamido)-spiro-
tpenam-2,4·-piperidin]-3-carbonsäure, Verbindung D: 6-(2,6-Dimethoxybenzamido)-1'-methy1-spiro-
[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure, Verbindung E: 6-[D(-)-(2-Amino-2-phenylacetamido)]-1'-
methyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-
carbonsäure,
Verbindung F: 6-[D-(-)-(2-Amino-2-phenylacetamido)]-
1'-benzy1-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-
carbonsäure,
Verbindung G: 6-[D(-)-(2-Amino-2-phenylacetamido)]-1'-
pheny1-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-
carbonsäure.
a) Vergleichsversuche mit Penicillin G
Bakterienstamm Penicillin G 1 A Verbindung C
1 0,5 B 0,2
S.aureus 6538 1 2 0,3 0,5
S.aureus 52149 1 1 0,5 0,3
E.coli B-Ampi R 1 2 2 0,3
E.coli K 12-44-S-TEM 1 2 0,5
E.coli K 12-44-S-RP* 1
b) Vergleichsversuche mit Methicillin
Bakterienstamm Methicillin Verbindung D S.aureus 6538
S.aureus 52149
E.coli K 12-44-S-TEM
1 0,1
1 0,1
1 0,5
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c) Vergleichsversuche mit Ampicillin
Bakterienstamm Ampicillin 1 E 5 Verbindung
F		 G ,3
S.aureus 6538 1 2 1 1 ,12
S.aureus 52149 1 0, 5 1 2 ,25
E.coli B-Ampi R 1 2 25 - 0
E.coli K 12-44-S-TEM 1 0, 0,5 0
E.coli K 12-44-S-RP* 0, 0,25 0
Diese Ergebnisse lassen erkennen, daß die Verbindungen der Formel (I) gemäß der Erfindung Aktivitäten besitzen, die denen entsprechender traditioneller Penicilline überlegen sind, sowohl gegenüber gram-positiven als auch gegenüber gram-negativen Bakterien. Außerdem ist diese überlegene Wirksamkeit sehr deutlich gegenüber Bakterienstämmen, die gegen Penicilline resistent sind (S.aureus 52149, E.coli B-Ampi R, E.coli K 12-44-S-TEM und E.coli K 12-44-S-RP*).
D. In vivo-Aktivität
Sie wird durch einen klassischen Versuch der bei der Maus durch Diplococcus pneumoniae induzierten Blutvergiftung demonstriert. Man ruft eine experimentelle Infektion bei Mäusen durch intraperitoneale Injektion einer verdünnten Kultur eines Stammes von Diplococcus pneumoniae (53 145 vom Pasteur-Institut in Paris) hervor. Die Zahl der injizierten Bakterien entspricht etwa 100 DLcn- Man löst das zu testende Produkt in einer physiologischen Kochsalzlösung und verabreicht sie den Mäusen subkutan ein erstes Mal im Augenblick der Infektion und ein zweites Mal 5 h später.
Die folgende Tabelle gibt die mit der Verbindung A gemäß der Erfindung und mit dem entsprechenden Penicillin G erzielten Ergebnisse wieder. Die Dosis ist in μΜοΙ/kg
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ausgedrückt,und das Verhältnis gibt bei der angegebenen Dosis die Zahl der überlebenden Tiere,bezogen auf die dem Versuch unterzogene Gesamtzahl der Tiere,wieder:
Dosis Penicillin G Verbindung A
0,50 0/10 8/10
1,00 0/10 9/10
2,00 9/10 10/10
Aus dieser Tabelle geht hervor, daß bei einer Dosis von 0,50 μΜοΙ/kg der Verbindung A von zehn infizierten Mäusen acht überlebt haben, während keine der Mäuse, denen die gleiche Dosis Penicillin G verabreicht worden war, überlebt hat. Um eine ähnliche Überlebenszahl zu erzielen, muß man die Dosis des Penicillins G vervierfachen. Bei diesem Test erweist sich also die Verbindung A als etwa vier Mal aktiver als das Penicillin G.
E. Dosierung und Verwendung
Die Verabreichung von Verbindungen der Formel (I) erfolgt, wie für die Penicilline, oral oder parenteral.
Allgemein liegt die Dosierung zwischen 0,2 und 8 g Produkt pro Tag, wobei diese Dosen natürlich je nach dem Erkrankten, der zu behandelnden Krankheit und dem Verabreichungswege anzupassen sind.
030064/0793

Claims (6)

  1. 20. Juni 19 Cas 16.20.06
    Patentansprüche
    eue Derivate der 6-Amino-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure der allgemeinen Formel
    Z ν
    N~CH CH C ^. N-^R »
    V' C_N CH 0V01^
    ff I
    0 COOH
    worin R eine Methyl-, Phenyl- oder Benzylgruppe, Zλ Wasserstoff und Z~ einen Rest aus der Gruppe der in der Penicillinchemie bekannten Reste, vorzugsweise 2-Phenylacetyl, 2-Amino-2-phenylacetyl, 5-Methyl-3-phenyl-4-isoxazolcarbonyl und 2,6-Dimethoxybenzoyl, oder Z1 und Z- zusammen einen zweiwertigen Rest Z,, vorzugsweise den (Hexahydro-1H-azepin-1-yl)methylen-Rest, bedeuten, sowie deren nicht-toxische, pharmazeutisch annehmbare Salze.
  2. 2. Verbindungen nach Anspruch 1, nämlich 1'-Methyl-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure, 1'-Benzyl-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure, 1'-Phenyl-6-(2-phenylacetamido)-spiro[penam-2,4·- piperidin]-3-carbonsäure, 6-(2,6-Dimethoxybenzamido)-1·-methyl-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure,
    030064/0793
    ORlGlNAL^iNSPECTED
    6- [D (-) - (2-Amino-2-phenylacetainido) ] -1 '-methyl-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure, 6- [D (-)-(2-Ämino-2-phenylacetamido)]-1'-benzyl-spiro-[penam-2,4'-piperidin]-3-carbons äure, 6- [D (-)-(2-Amino-2-phenylacetamido)]-1'-phenylspiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure.
  3. 3. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel gemäß Anspruch 1, worin Z1 ein Wasserstoffatom und Z2 ein Rest aus der Gruppe der in der Penicillinchemie bekannten Reste ist, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Ester einer 6-Amino-spiro[penam-2,4*-piperidin]-3-carbonsäure der Formel
    ^ S\ ^ CH -CH \ H0H-CH CH C . N-R
    2 La \^*
    // l
    0 COOH
    worin R eine Methyl-, Phenyl- oder Benzylgruppe bedeutet, mit einer Verbindung der Formel Z3Y, worin Z2 die oben gegebene Bedeutung hat und Y ein Halogenatom oder eine Hydroxylgruppe bedeutet, reagieren läßt und den erhaltenen Ester durch Hydrogenolyse in die entsprechende Säure überführt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ester der 6-Amino-spiro[penam-2,4'-piperidin]-3-carbonsäure ein Benzylester ist.
  5. 5. Arzneimittel mit einer therapeutisch wirksamen Menge einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Excipiens.
  6. 6. Verwendung der Verbindungen gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 als antibakterielle Mittel, als diätetische Zusätze für die Tierernährung und als therapeutische
    00 64/0793
    "·3" 3023Β31
    Mittel für Tiere und den Menschen bei der Behandlung von durch gram-positive und gram-negative Bakterien hervorgerufenen Infektionskrankheiten.
DE19803023831 1979-06-25 1980-06-25 Neue 6-amino-spiro eckige klammer auf penam-2,4'-piperidin eckige klammer zu -3-carbonsaeure-derivate, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung Withdrawn DE3023831A1 (de)

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