-
Neue 7α-Methoxy-cephalosporine, Verfahren zu ihrer Herstellung
-
und diese Verbindunqen enthaltende Arzneimittel Die Erfindung betrifft
neue 7-Methoxy-cephalosporine der allgemeinen Formel I
bzw. deren mögliche Tautomere, ihre physiologisch verträglichen
Salze mit anorganischen oder organischen Basen, Verfahren zur Herstellung dieser
Verbindungen und diese Verbindungen enthaltende Arzneimittel.
-
In der allgemeiner Formel I bedeuten: A die Phenyl-, 4-H8droxyphenyl-,
3,4-Dihydroxyphenyl-, 3-Chlor-4-hydroxyphenyl, die 2- oder 3-Thienyl- oder die 2-
oder 3-Furylgruppe, D die Acetoxy- odet. Aminocarbonyloxygruppe, oder die Gruppe
SHet, wobei Het die 1,3,4-Thiadiazol-5-yl-, 2-Methyl-1,3,4-thiadiazol-5-yl-, die
1,2,4-Thiadiazol-5-ylgruppe, die 3-Methyl-1,2,4-thiadiazol-5-ylgruppe, die 4H-5,6-Dioxo-1,2,4-triazin-3-yl-oder
4-Methyl-5,6-dioxo-1,2,4-triazin-3-ylgruppe, die 1-Vinyltetrazol-5-yl- oder 1-Allyltetrazol-5-ylgruppe
oder eine Gruppe der allgemeinen Formel II,
in der n die Zahlen 1 bis 3 bedeutet und R1 für die Hydroxygruppe, die Amino-, Dimethylamino-,
Acetylamino-, Aminocarbonyl-, Aminocarbonylaraino, Aminosulfonyl-, Aminosulfonylamino-,
Methylcarbonyl-, -Methylsulfonylamino-, Cyano-, Hydroxysulfonylamino-, Methylsulfonyl-,
Methylsulfinyl-, sowie für eine Carbonsäure oder Sulfonsäuregruppe steht, weiter
kann (CH2)nA eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen 2,3-Dihydroxypropyhrest
bedeuten,
R eine Gruppe der Formel-NH(CH2)nR2, worin n=O oder 1
und R2 einen gegebenenfalls substituierten 5- oder 6-gliedrigen heterocyclischen
Rest mit vorzugsweise 1 bis 4, insbesondere 1 oder 2 gleichen oder verschiedenen
Heteroatomen, wie Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff bedeutet, beispielsweise
eine gegebenenfalls substituierte Thienyl-, Furyl-, Pyrrolyl-, Oxazolyl-, Isoxazolyl-,
Thiazolyl-, Isothiazolyl-, Imidazolyl-, Pyrazolyl-, Oxdiazolyl-, Thiadiazolyl-,
Triazolyl-, Tetrazolyl-, Pyridyl-, Pyrazinyl-, Pyridazinyl-, Pyrimidinyl- oder Tetrahydrofuranylgruppe,
wobei diese Gruppen durch folgende Reste substituiert sein können: durch Alkylgruppen,
durch Halogenatome, insbesondere durch Chloratome, durch Nitro-, Cyano-, Amino-,
Alkyl- oder Dialkylaminogruppen, durch Alkylcarbonylamino- oder Alkoxycarbonylaminogruppen,
durch Hydroxy-, Alkoxy-, Alkylthio-, Alkylsulfinyl- oder Alkylsulfonylgruppen, durch
Methylsulfonylamino-, Aminocarbonyl-, Alkylcarbonyloxy- oder Alkoxycarbonylgruppen,
Arninosulfonyl-, Alkylamino- oder Dialkylaminosulfonylgruppen, wobei die Alkylgruppen
in diesen Resten jeweils 1-4 Kohlenstofftatome enthalten können, sowie durch die
Carbonsäure- oder Sulfonsäuregruppe; E bedeutet ein Wasserstoffatom oder eine in
vitro oder in vivo leicht spaltbare Carboxylschutzgruppe. Als Carboxylschutzgruppen
kommen im Sinne der Erfindung solche in Frage, welche auch bisher schon auf dem
Gebiet der Penicilline und Cephalosporine eingesetzt wurden, insbesondere esterbildende
Gruppen, die durch Hydrogenolyse oder Hydrolyse oder andere Behandlungen unter milden
Bedingungen entfernt werden können oder esterbildende Gruppen, welche leicht im
lebenden Organismus abgespalten werden können.
-
Beispiele für in vitro leicht spaltbare Schutzgrunpen sind z.B. die
Benzyl-, Diphenylmethyl-, Trityl-, t-Butyl-, die 2,2,2-Trichloräthyl- oder die Trimethylsilylgruppe.
-
Beispiele für in vivo leicht spaltbare Schutzgruppen sind z.B. Alkanoyloxyalkylgruppen,
wie z.B. die Acetoxymethyl-, Propionyloxymethyl-, 2-Acetoxy-äthyl- oder Pivaloyloxymethylgruppe
oder die Phthalidylgruppe. Bedeutet E ein Wasserstoffatom, so fallen unter den Anspruch
auch pharmakologisch verträgliche Salze mit anorganischen oder organischen Basen,
wie z.B. die Alkali- oder Erdalkalisalze, z.B. die Natrium-, Kalium-, Magnesium-
oder Calciumsalze, die Ammoniumsalze, oder organische Aminsalze, z.B. solche mit
Triäthylamin oder Dicyclohexylamin.
-
Das Sternchen an dem Kohlenstoffatom in den Verbindungen der allgemeinen
Formel I bedeutet ein Asymmetriezentrum.
-
Bevorzugt sind diejenigen Verbindungen der allgemeinen Formel I, worin
A und E die oben angegebenen Bedeutungen haben, D die Acetoxygruppe oder eine Gruppe
SITet darstellt, in der Het für die 2-Methyl-1,3,4-thiadiazol-5-yl-, die 1-Vinyltetrazol-5-ylgruppe
oder eine Gruppe der allgemeinen Formel II steht und (CH2)R2 die 3-Pyridyl-, 6-subst,-3-Pyridyl-,
2-subst.-3-Pyridyl-, 2-, 3- oder 4-Pyridylmethyl-, 2-, 4- oder 5-Pyrimidinylmethyl-,
2-subst.-5-Pyrimidinylmethyl-, 4-Hydroy-5-pyrimidinyl-, 2-subst.-4-Hydroxy-5-pyrimidinyl-,
5-Pyrimidinyl-, 2-subst.-5-Pyrimidinyl-, 4-subst.-2-Pyrimidinyl-, 4 ,6-disubst.-2-Pyrimidinyl-,
2-subst.-4-Pyrimidinyl-, 2, 6-disubst.-4-Pyrimidinyl-, 5-subst.-2-Furyl-, 5-subst.-2-Thienyl-,
2- oder 3-Furylmethyl-, 2- oder 3-Thienylmethyl-, 5-subst.-2-Thienylmethyl-, eine
5-subst. -2-Furylmethylgruppe, wobei die Substituenten in diesen Gruppen die oben
angegebenen Bedeutungen besitzen können,
weiter eine 2-Tetrahydrofurylmethylgruppe,
eine gegebenenfalls wie oben angegeben substituierte 2-Imidazolyl-, 2-Imidazolylmethyl-,
2-Thiazolyl-, 2-Thiazolylmethyl-, 2-Oxazolyl-, 2-Oxazolylmethyl-, eine 1,2,4-Triazolyl-
oder 1,2, 4-Triazolylmethyl-, eine 5-blethyl-2-(1,3,4)-thiacliazolyl-, sowie eine
Tetrazolylmethylgruppe bedeutet.
-
Besonders bevorzugt sind diejenigen Verbindungen der allgemeinen Formel
I, worin A die Phenyl-, p-Hydroxyphenyl- oder 2-Thienylgruppe darstellt, D die Acetoxygruppe
oder eine Gruppe der allgemeinen Formel SHet bedeutet, wobei Het besonders die 2-:Jethyl-1,3,4-thiadiazol-5-yl-,
die 1-Methyl-tetrazol-5-yl- und die 1-(2'-Hydroxyäthyl)-tetrazol-5-ylgruppe bedeuten
kann, E für ein Wasserstoffatom oder ein Natriumion steht und R eine Gruppe der
Formel NH(Cfl2)nR2 darstellt, worin (CH2)nR2 folgende Bedeutungen hat; eine substituierte
oder unsubstituierte 3-Pyridyl-, 5-Pyrimidinyl-, 2-Thienyl-, 2-Furylmethyl-, 2-Thienylmethyl-,
2-Imidazolylmethyl-, 2-Thiazolylmethyl-, 3-Pyridylmethyl- oder eine 5-Pyrimidinylmethylgruppe,
wobei besonders bevorzugte Substituenten ein Chloratom, eine Methyl-, Acetylamino-,
Hydroxy-, Methylsulfinyl-, Methylsulfonyl-, Aminocarbonyl- oder Aminosulfonylgruppe
sind.
-
Die 7i'Methoxy-cephalosporinverbindungen der allgemeinen Formel I
und die nachstehend beschriebenen Zwischenprodukte können in 2 tautomeren Formen
bezüglich des Pyrimidinrings vorliegen. Es hängt besonders vom jeweiligen Lösungsmittel
und von der Art des Substituenten R ab, welche der nachstehenden Formen I oder I'
überwiegt:
Es versteht sich von selbst, daß die eingangs angegebenen Verbindungen der allgemeinen
Formel I immer beide Tautomeren umfassen.
-
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I können bezüglich des mit
einem Sternchen gekennzeichneten Chiralitätszentrums C+ in den beiden möglichen
R und S-Konfigurationen, jedoch auch als ein Gemisch dieser Konfigurationen vorliegen.
-
Es wurde gefunden, daß die Verbindungen der allgemeinen Formel I wertvolle
pharmakologische Eigenschaften bei guter Vertäglichkeit besitzen. Die erfindungsgemäßen
Wirkstoffe können daher zur Prophylaxe und Chemotherapie von lokalen und systemischen
Infektionen in der Human- und Tiermedizin verwendet werden. Als Krankheiten, die
durch die erfindungsgemäßen Verbindungen verhindert bzw. geheilt werden können,
seien beispielsweise solche der Atmungswege, des Rachenraumes und der Harnwege genannt;
die Verbindungen wirken insbesondere gegen Pharyngitis, Pneumonie, Peritonitis,
Pyelonephritis, Otitis, Cystitis, Endocarditis, Bronchitis, Arthritis und allgemeine
systemische Infektionen. Weiter können diese Verdungen als Stoffe zur Konservierung
von anorganischen oder organischen Materialien verwendet werden, besonders von organischen
Materialien, wie Polymeren, Schmiermittel, Farben, Fasern, Leder, Papier und Holz
sowie von Lebenmitteln.
-
Dieses wird dadurch ermöglicht, daß die Verbindungen der allgemeinen
Formel I sowohl in vitro als auch in vivo gegen schädliche Mikroorganismen, insbesondere
gegen grampositve und gramnegative Bakterien und bakterienähnliche Mikroorganismen
sehr stark wirken, wobei sie sich besonders durch ein breites Wirkungsspektrum auszeichnen.
-
Mit diesen 7-t.tho:y-cephalosporinderivaten können beispielsweise
lokale und/oder systemische Erkrankungen behandelt und/oder verhindert werden, die
durch die folgenden Erreger oder durch Mischungen der folgenden Erreger verursacht
werden:
Micrococcaceae, wie Staphylokokken; Lactobacteriaceae,
wie Streptokokken; Neisseriaceae, wie Neisserien; Corynebacteriaceae, wie Corynebalcterien;
Enterobacteriaceae, wie Escherichiae-Bakterien der Coli-Gruppe, Klebsiella-Bakterien,
z.B. K. pneumoniae; Proteae-Bakterien der Proteus-Gruppe z.B. Proteus vulgaris;
Salmonella-Bakterien, z.B. S.thyphimurium; Shigella-Bakterien, z.B. Shigella dysenteriae;
Pseudomonas-Bakterien, z.B. Pseudomonas aeruginosa; Aeromonas-Bakterien, z.B. Aeromonas
lique faciens; Spirillaceae, wie Vibrio-Bakterien, z.B. Vibrio cholerae; Parvobacteriaceae
oder Brucellaceae, wie Pasteurella-Bakterien; Brucella-Bakterien, z.B. Brucella
abortus; Haemophilus-Bakterien, z.B. Haemophilus influenzae; Bordetella-Bakterien,
z.B. Bordetella pertussis; Moraxella-Bakterien, z.B. Moraxella lacunata; Bacteroidaceae,
wie Bacteroides-Bakterien; Fusiforme-Bakterien, z.B. Fusobacterium fusiforme; Sphaerophorus-Bakterien,
z.B. Sphaerophorus necrophorus; Bacillaceae, wie aerobe Sporenbildner, z.B. Bacillus
anthracis; anaerobe Sporenbildner-Chlostridien , z.B. Chlostridium perfringens;
;Spirochaetaceae, wie Borrelia-Bakterien; Treponema-Bakterien, z.B. Treponema pallidum;
Leptospira-Bakterien, wie Leptospira interrogans.
-
Die obige Aufzählung von Erregern ist lediglich beispielhaft und keinesweges
beschränkend aufzufassen.
-
Die Untersuchungen auf die antibakterielle Wirksamkeit in vitro wurde
nach dem Agar-Diffusionstest und nach dem Reihenverdünnungstest in Anlehnung an
die von P. Klein in "Bakteriologische Grundlagen der Chemotherapeutischen Laboratoriumspraxis",
Springer-Verlag 1957, Seiten 53 bis 76 und 87 bis 109, beschriebenen Methodik durchgeführt.
Es wurde dabei gefunden, daß einige der erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen
Formel
I z. Teil noch in Konzentrationen von<O,1 Fg/ml gegen Escherichia coli und Klebsiella
pneumoniae und <10 Fg/ml gegen Pseudomonas aeruginosa wirksam sind. Weiterhin
wurden ausgezeichnete Wirkungen z.B. gegen Proteus vulgaris, Proteus mirabilis,
Serratia marcescans und Enterobacter cloacae festgestellt. Darüber hinaus zeichnen
sich die erfindungsgemäßen Verbindungen durch eine große Stabilität gegen die von
Bakterien gebildete ß-Lactamase aus und sie zeigen hohe antibakterielle Wirksamkeit
gegen eine Vielzahl klinisch isolierter Bakterien, die zur Zeit besondere Aufmerksamkeit
verdienen. Weiter zeigen die Verbindungen der allgemeinen Formel I nach parenteraler
Gabe hohe Spiegel im Gewebe, Serum, Organen und im Urin.
-
Die hohe in vitro Aktivität konnte auch in vivo bestätigt werden.
Dabei wurde die ED50 einiger der oben genannten Verbindungen bei einer intraperitonealen
E. coli-Infektion an Albino-Mäusen vom Stamm MNRI bestimmt. Es wurde einmal 1 h
nach der Infektion subcutan behandelt. Für folgende erfindungsgemäße Verbindungen
der Formel I ergab sich eine ED50 von weniger als 5 mg/kg: Natrium-7α-methoxy-7ß-{D-α-[3-(4-hydroxy-2-(3'-pyridylmethylamino)
-5-pyrimidinyl) ureido7-p-hydroxyphenylacetamidoJ-3 L;? 1-methyl-tetrazol-5-yl)
-thiomethyl/-ceph-3-em-4-carboxylat Natrium-7α-methoxy-7ß-{D-α-[3-(2-(5'-aminosulfonyl-2'-thienylmethylamino)-4-hydroxy-5-pyrimidinyl)
-ureido?-phydroxyphenylacetamido}-3-[(1-methyl-tetrazol-5-yl)-thiomethyl]-ceph-3-em-4-carboxylat
Natrium-7α-methoxy-7ß-{D-α-[3-(2-(5'-aminosulfonyl-2'-thienylmethylamino)-4-hydroxy-5-pyrimidinyl)-ureido]-p-hydroxyphenylacetamidoJ-3-/f(
1- (2 -hydroxyäthyl) -tetrazol-5-yl) -thiomethyl]-ceph-3-em-4-carboxylat
Natrium-7α-methoxy-7ß-{D,L-α-[3-(2-(5'-aminosulfonyl-2'-thienylmethylamino)-4-hydroxy-5-pyrimidinyl)-ureido]-2-thienylacetylamido}-3-[(1-methyl-tetrazol-5-yl)-thiomethyl]-ceph-3-em-4-carboxylat
Natrium-7α-methoxy-7ß-{D-α-[3-(4hydroxy-2-(4'-methyl-2'-imidazolylmethylamino)-5-pyrimidinyl)-ureido]-p-hydroxyphenylacetamidoi-3-J(
1-methyl-tetrazol-5-yl) -thiomethyl7-ceph- 3-em-4- carboxylat Natrium-7α-methoxy-7ß-{D-α-[3-(2-(5'-aminosulfonyl-2'-thienylmethylamino)
-4-hydroxy- 5-pyrimidinyl) ureidoJ-p-hydroxyphenylacetamido}-3-acetoxymethyl-ceph-3-em-4-carboxylat
Natrium-7α-methoxy-7ß-{D-α-[3-(2-(2'-furylmethylamino)-4-hydroxy-5-pyrimidinyl)-ureido]-p-hydroxyphenylacetamido}-3-[(1-methyltetrazol-5-yl)-thiomethyl]-ceph-3-em-4-carboxylat
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I zeichnen sich weiter durch hohe Verträglichkeit
aus. Selbst bei Dosierungen von 3 g/kg konnten an Test-Mäusen keine schädlichen
Nebenwirkungen beobachtet werden.
-
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I können wie folgt hergestellt
werden: 1. Durch Umsetzung eines 7-Aminocephalosporansäurederivates der allgemeinen
Formel III,
in der D die Acetoxy- oder Aminocarbonyloxygruppe oder die Gruppe
-SHet bedeutet und E die oben genannten Bedeutungen hat, mit Ureidocarbonsäuren
der allgemeinen Formel IV,
in der A und R die vorstehende Bedeutung haben, oder ihren Salzen oder reaktiven
Derivaten.
-
Als reaktive Derivate der Ureidocarbonsäuren der allgemeinen Formel
IV kommen bespielsweise deren Säureanhydride wie z.B.
-
die, die sich von Chlorameisensäureestern, z.B. Chlorameisensäureäthyl-
oder -isobutylester, ableiten, oder deren reaktive Ester, wie der p-Nitrophenylester
oder der N-Hydroxysuccinimidester, oder deren reaktive Amide, wie das N-Carbonylimidazol,
aber auch deren Säurehalogenide, wie das entsprechende Säurechlorid oder deren Säureazide
in Frage. Prinzipiell können jedoch alle Verknüpfungsmethoden, wie sie aus der ß-Lactamchemie
bekannt sind, verwendet werden.
-
Die Ureidocarbonsäure, ihre Salze oder ihre reaktiven Derivate werden
mit den 7-Aminocephalosporansäurederivaten in einem Lösungsmittel bei Temperaturen
zwischen -4O0C und +400C, gegebenenfalls in Gegenwart einer Base, umgesetzt. Wird
z.B. ein Anhydrid der Ureidocarbonsäure, beispielsweise
das Anhydrid
mit dem ÄthylchloroSormiat eingesetzt, so wird die Reaktion unter Kühlung, beispielsweise
bei -10° bis +1200C in einem Lösungsmittel, wie Aceton, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid,
Chloroform, Dichlormethan, Hexametapol oder in einem Gemisch dieser Lösungsmittel,
durchgeführt. Setzt man beispielsweise einen :-Hydroxysuccinimidester der Ureidocarbonsäure
mit Derivaten der allgemeinen Formel III um, so wird die Reaktion vorzugsweise bei
0 bis 20 0C in Anwesenheit einer Base, wie z.B. Triäthylamin, in einem Lösungsmittel
wie Dimethylformamid, Dichlormethan, Dioxan oder in einem Gemisch solcher Lösungsmittel
durchgeführt.
-
Die Umsetzung einer Ureidocarbonsäure der allgemeinen Formel IV selbst
oder ihrer Salze mit Verbindungen der allgemeinen Formel III erfolgt vorteilhafterweise
in Gegenwart eines Kondensationsmittels, z.B. in Gegenwart von N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid.
-
2) Durch Umsetzung von 7-Aminocephalosporansäuren der allgemeinen
Formel V oder ihrer Salze mit anorganischen oder organischen Säuren
mit einem Pyrimidinderivat der allgemeinen Formel VI,
in der R wie oben definiert ist und B die Gruppe -NCO oder ein
reaktives Derivat der Gruppe -NHCOOH bedeutet, wie z.B.
-
die Gruppen -NHCOCl, -NECOBr oder
wobei die Gruppe NHCOCl besonders bevorzugt ist. Es können auch Gemische von solchen
Pyrimidinderivaten der allgemeinen Formel VI verwendet werden, in der B teils die
eine und teils die andere der vorstehend genannten Bedeutungen besitzt, z.B. die
Gruppen -NCO und
gleichzeitig nebeneinander.
-
Die Reaktion wird bevorzugt in beliebigen rlischungen von Wasser
mit solchen organischen Lösungsmitteln, die mit Wasser mischbar sind, wie Ketonen,
z.B. Aceton, cyclische Äther, z.B. Tetrahydrofuran oder Dioxan, Nitrilen, z.B.
-
Acetonitril, Formamiden, z.B. Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid
oder Alkoholen z.B. Isopropanol oder in Hexametapol durchgeführt. Besonders bevorzugt
ist ein Gemisch aus Tetrahydrofuran und Wasser. Dabei hält man den pH der Reaktionsmischung
durch Zusatz von Basen oder Verwendung von Pufferlösungen in einem pH-Bereich von
etwa 2,0 bis 9,0, vorzugsweise zwischen pH 6,5 und 8,0.
-
3. Durch Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel VII,
in der A und R die oben angegebenen Bedeutungen haben mit einer
Verbindung der allgemeinen Formel VIII, Het-S-Isi , (VIII) in der Het die oben angegebenen
Bedeutungen hat und M für ein Wasserstoffatom oder ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall
steht. Dazu wird z.B. eine Verbindung der Formel VII mit beispielsweise 5-Methyl-2-mercapto-1,2,3,4-tetrazol
in einem-Lösungsmittel, z.B. Wasser, Methanol, Äthanol, Aceton, Methyläthylketon,
Tetrahydrofuran, Acetonitril, Essigsäureäthylester, Dimethoxyäthan, Dimethylformamid,
Dimethylsulfoxid, Chloroform oder einem Gemisch dieser Lösungsmittel umgesetzt.
Vorzugsweise wird ein stark polares Lösungsmittel, wie Wasser verwendet: In diesem
Fall wird der pH-Wert der Reaktionslösung vorteilhafterweise auf 2-10 und insbesondere
auf 4-8 gehalten. Der gewünschte pH-Wert kann durch Zugabe einer Pufferlösung, wie
Natriumphosphat, eingestellt werden. Die Reaktionsbedingungen unterliegen keinen
besonderen Beschrankungen. Normalerweise wird die Umsetzung bei einer Temperatur
im Bereich von Oo bis 1000C während einer Zeitdauer von einigen Stunden durchgeführt.
-
Mit dieser Herstellungsmethode 3 erhält man Verbindungen der allgemeinen
Struktur I, in der D für SHet steht.
-
4. Eine Verbindung der allgemeinen Formel I, kann weiter dadurch erhalten
werden, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel IX, in der
A, R, D und E die oben angegebene Bedeutung haben in Anwesenheit
von Methanol mit einem Alkalimetall-Methylat der allgemeinen Formel M+OCH3, worin
M ein Alkalimetallion bedeutet, und dann mit einem Halogenierungsmittel umsetzt.
-
Dazu wird ein Cephalosporin der allgemeinen Formel IX in einem inerten
Lösungsmittel, z.B. Tetrahydrofuran, Dioxan, Äthylenglycoldimethyläther, Methylenchlorid,
Chloroform, Dimethylformamid, Methanol oder dgl. oder in einem Gemisch von zweien
dieser L.-isungsmittel aufgelöst oder suspendiert.
-
Zu der erhaltenen Lösung oder Suspension gibt man ein Alkalimetallmethylat
zusammen mit Methanol. Das erhaltene Gemisch wird zur Reaktion gebracht und das
Reaktionsgemisch wird dann mit einem Halogenierungsmittel umgesetzt. Bei dieser
Reaktion verwendet man Methanol im Überschuß und die Menge des Alkalimetallmethylats
beträgt vorzugsweise 1 bis 8 Äquivalente pro äquivalent des verwendeten Cephalosporins.
-
Der Ausdruck "im Überschuß" bedeutet eine Menge von mehr als einem
Äquivalent pro Äquivalent des Cephalosporins.
-
Alle Reaktionen werden bei -120 bis -10°C und vorzugsweise -1000C
bis -500C durchgeführt. Eine Reaktionszeit von 5 bis 60 Min. reicht aus. Die Reaktion
wird durch Ansäuern des Reaktionssystems abgebrochen.
-
Das bei diesem Verfahren eingesetzte Halogenierungsmittel ist allgemein
als Quelle für positive Halogenatome, z.B. C1 oder Br+, J+ bekannt. Beispiele solcher
Halogenierungsmittel sind Halogen, wie Chlor, Brom usw.; N-Halogenimide, wie N-Chlor-succinimid,
N-Bromsuccinimid und dgl.; N-Halogenamide wie N-Chloracetamid, N-Bromacetamid, usw.;
N-Halogensulfonamide, wie N-Chlorbenzolsulfonamid, N-Chlor-p-toluolsulfonamid usw.;
1-IIalogenbenzotriazole; 1-Halogentriazine, organische Hypohalogenite, wie tert.-Butylhypochlorit,
tert.-Butylhypojodit usw.; Halogenhydantoine, wie N,N-Dibromhydantoin, usw.. Unter
diesen Halogenierungsmitteln ist tert.-
Butylhypochlorit bevorzugt.
Das Halogenierungsmittel wird in einer Menge eingesetzt, welche ausreicht, eine
zur Menge des Cephalosporins der allgemeinen Formel IX äquivalente Menge positives
Halogen abzugeben.
-
Geeignete Säuren für das Abbrechen der Reaktion sind solche, welche
bei Zusatz zum kalten Reaktionsgemisch nicht zu einer Verfestigung des Reaktionsgemisches
oder zum Gefrieren des Reaktionsgemisches zu einer schweren viskosen Masse führen.
-
Beispiele geeigneter Säuren sind 98%-ige Ameisensäure, Eisessig,
Trichloressigsäure und Methansulfonsäure. Nach dem Abbrechen der Reaktion wird das
überschüssige Halogenierungsmittel durch Behandlung mit einem Reduktionsmittel,
z.B. Trialkylphosphit, Natriumthiosulfat oder dgl. entfernt.
-
Die nach den vorstehenden Verfahren hergestellten Verbindungen der
allgemeinen Formel I, in der E einen anderen Rest als ein Wasserstoffatom bedeutet,
können in an sich bekannter Weise zur Abspaltung der Schutzgruppe behandelt werden.
Es werden dadurch die Verbindungen erhalten, in denen E Wasserstoff bedeutet und
die im Sinne der Erfindung als ganz besonders bevorzugte Endverbindungen gelten.
Beispielsweise wird eine Verbindung der allgemeinen Formel I, in der E für eine
Diphenylmethylgruppe steht, in bekannter Weise mit Anisol und Trifluoressigsäure
zur Abspaltung der Esterschutzgruppe behandelt oder es kann in ebenfalls bekannter
Weise eine Silylschutzgruppe durch wäßrige Hydrolyse entfernt werden.
-
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der E ein Natrium- oder
Kaliumkation darstellt, werden durch Umsetzung der entsprechenden freien Säure der
Verbindungen der allgemeinen
Formel I, in der E ein Wasserstoffatom
darstellt, mit dem entsprechenden salzbildenden Ion hergestellt. Hierzu eignet sich
zum Beispiel die in der Chemie der Penicilline und Cephalosporine übliche Umsetzung
mit Natriumäthylhexanoat, oder die Umsetzung mit Natriumhydrogencarbonat und anschließende
Gefriertrocknung. Die Cephalosporinantibiotika der allgemeinen Formel I, in der
E ein Wasserstoffatom bedeutet, können auf bekannte Weise in die Acyloxyalkylester,
worin E z.B. einen Pivaloyloxymethylrest
darstellt, überführt werden, indem man ein Alkalisalz der Cephalosporincarbonsäure,
beispielsweise ein Natrium- oder Kaliumsalz, mit einem Pivaloyloxymethylhalogenid
der Formel
worin Ketal für Chlor, Brom oder Jod steht, umsetzt. Weitere geeignete Acyloxyalkylhalogenide
sind z.B. Chlormethylacetat, Brommethylpropionat oder 1-Bromäthylacetat.
-
Bei Verwendung der entsprechenden Ausgangsverbindungen ist es möglich,
die Verbindungen der allgemeinen Formel I in Form der Racemate oder in Form der
einzelnen Isomeren herzustellen. Wenn das Endprodukt in der D,L-Form anfällt, gelingt
es, die reinen D- und L-Diastereoisomeren durch präparative Flüssigkeitschromatographie
(HPLC) herzustellen. Die Erfindung betrifft die Racemate und die Isomeren.
-
Die Ureidocarbonsäuren der allgemeinen Formel IV, die Pyrimidine der
allgemeinen Formel VI, sowie die Cephalosporine der allgemeinen Formel VII sind
literaturbekannt. Sie werden in der deutschen Offenlegungsschrift 29 24 296 beschrieben.
-
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, pharmazeutische
Mittel zu schaffen, die bei der Behandlung infektiöser Krankheiten sowohl beim Menschen
als auch beim Tier wertvoll sind.
-
Als bevorzugte pharmazeutische Zubereitungen seien Tabletten, Dragees,
Kapseln, Granulate, Suppositorien, Lösungen, Suspensionen, Emulsionen, Salben, Gele,
Cremes, Puder und Sprays genannt. Vorteilhafterweise wird der Wirkstoff in der Human-oder
Tiermedizin oder ein Gemisch der verschiedenen Wirkstoffe der allgemeinen Formel
I in einer Dosierung zwischen 5 und 500, vorzugsweise 10-200 mg/kg Körpergewicht
je 24 Stunden verabreicht, gegebenenfalls in Form mehrerer Einzelgaben.
-
Eine Einzelgabe enthält den oder die erfindungsgemäßen Wirkstoffe,
vorzugsweise in Mengen von etwa 1 bis etwa 250, insbesondere 10 bis 60 mg/kg Körpergewicht.
Es kann jedoch erforderlich sein, von den genannten Dosierungen abzuweichen, und
zwar in Abhängigkeit von der Art und dem Körpergewicht des zu behandelnden Objekts,
der Art und der Schwere der Erkrankung, der Art der Zubereitung und der Applikation
des Arzneimittels sowie dem Zeitpunkt bzw. Intervall, innerhalb welchem die Verabreichung
erfolgt. So kann es in einigen Fällen ausreichend sein, mit weniger als der obengenannten
Menge Wirkstoff auszukommen, während in anderen Fällen die oben angeführte Wirkstoffmenge
überschritten werden muß.
-
Die Festlegung der jeweils erforderlichen optimalen Dosierung und
Applikationsart der Wirkstoffe kann durch jeden Fachmann aufgrund seines Fachwissens
leicht erfolgen.
-
Im Falle der Anwendung als Futterzusatzmittel können die neuen Verbindungen
in den üblichen Konzentrationen und Zubereitungen zusammen mit dem Futter bzw. mit
Futterzubereitungen oder mit dem Trinkwasser gegeben werden. Dadurch kann eine Infektion
durch gramnegative oder grampositive Bakterien verhindert, gebessert und/oder geheilt
werden und ebenso eine Förderung des Wachstums und eine Verbesserung der Verwertung
des Futters erreicht werden.
-
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern: Beispiel
1 Natrium-7α-methoxy-7ß-{D-α-[3-(4-hydroxy-2-(4'-methyl-2'-imidazolylmethylamino)-5-pyrimidinyl)-ureido]-p-hydroxyphenylacetamido}-3-W(1
-methyl-tetrazol-5-yl)-thiomethyl7-ceph-3-em-4-carboxylat a) D-α-[3-(4-Hydroxy-2-(4'-methyl-2'-imidazolylmethylamino)-5-pyrimidinyl)-ureido7-p-hydroxyphenylessigsäure.
-
1,1 g (0,005 Mol) 5-Amino-4-hydroxy-2-(41-methyl-2"-imidazolyl-methylamino)-pyrimidin
werden in 60 ml trockenem Tetrahydrofuran mit 4 ml Diäthylaminotrimethylsilan bis
zur Lösung am Rückfluß erhitzt. Die Lösung wird im Vakuum zur Trockne eingeengt
und erneut in 50 ml Tetrahydrofuran aufgenommen. DieseLösung wird unter Eiskühlung
zu einer Lösung von 525 mg Phosgen in Tetrahydrofuran getropft.
-
Nach 15 Minuten wird im Vakuum auf das halbe Volumen eingeengt. Diese
Lösung wird bei 5 0C zu einer Lösung von 850 mg p-Hydroxy-phenylglycin in 40 ml
Tetrahydrofuran, 10 ml Wasser und 5 ml 1n-Natronlauge getropft. Nach dem Ende der
Zugabe wird der pH-Wert auf 8,0 gestellt und 1 Stunde bei Raumtemperatur nachgerührt.
Anschließend wird mit 20 ml Wasser verdunnt, das Tetrahydrofuran im Vakuum abgezogen
und zweimal mit Essigester ausgeschüttelt. Die wäßrige Phase wird unter Kühlung
mit 2n-Salzsäure auf pH 2,9 gestellt, der Niederschlag abgesaugt und getrocknet.
-
Ausbeute: 1,45 g (70,5 °% der Theorie); IRSpektrum: 3350, 1660, 1540,
1530 cm 1 NES-Spektrum (DMSO + CD OD) Signale bei ppm: 2,1(s,3H), 3 4,4(s,2H), 5,15(s,1H),
6,75(m,2H+1H), 7,3(d,2H), 8,15(s,1H).
-
b) 1,25 g (0,003 Mol) der so erhaltenen Ureidocarbonsäure werden in
40 ml trockenem Dimethylformamid gelöst. Man fügt zuerst 1,5 g 7-Amino-3-/(1-methyl-tetrazol-5-yl)-thiomethyl7-ceph-3-em-4-carbonsäurediphenylmethylester,
gelöst in 20 ml Methylenchlorid zu und dann unter Eiskühlung 650 mg Dicyclohexylcarbodiimid.Man
rührt über Nacht bei Raumtemperatur und engt anschließend im Vakuum zur Trockne
ein. Der Rückstand wird zuerst mit 50 ml Methanol und dann mit 100 ml Methylenchlorid
ausgerührt. Zur Entfernung geringfügiger Verunreinigungen chromatographiert man
über eine Kieselgelsäule (Methylenchlorid/Methanol 5:1). Man erhält dabei den in
7a-Stellung nicht methoxylierten Diphenylmethylester der Titelverbindung.
-
Ausbeute: 1,62 g (62 % der Theorie).
-
c) 890 mg dieses Esters werden in 50 ml trockenem Tetrahydrofuran
gelöst. Man gibt bei -700C eine Lösung von 240 mg Lithiummethoxid in 10 ml Methanol
zu und rührt 3 Minuten. Daraufhin wird bei -700C 150 mg t-Butylhypochlorit zugegeben.
Man rührt 45 Minuten bei -700C und fügt dann 0,3 ml Eisessig und 75 mg Triäthylphosphit
zu. Bei Raumtemperatur wird mit 70 ml Phosphatpuffer versetzt (pH 7,0) und das Gemisch
dreimal mit Methylenchlorid extrahiert.
-
Die organische Phase wird abgetrennt, getrocknet und das Lösungsmittel
im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird über eine Silicagelsäule chromatographiert
(Eluens Methylenchlorid/Methanol 6:1). Man erhält 350 mg (38,5 O/o der Theorie)
des Diphenylesters der Titelverbindung.
-
Dieser Ester wird 30 Minuten lang unter Eiskühlung mit 4 ml Trifluoressigsäure,
2 ml Anisol und 10 ml Methylenchlorid gerührt. Anschließend wird im Vakuum zur Trockne
eingeengt und mit Äther versetzt. Das Festproduk-t wird abgesaugt und in einem Dimethylformamid/Methanol
Gemisch mit der entsprechenden Menge Natriumhexanoat zur Herstellung des Natriumsalzes
behandelt. Dieses wird mit Äther ausgefällt, abgesaugt und im Vakuum getrocknet.
-
IR-Spektrum: 1765, 1660, 1550 cm-1; NMR-Spektrum (DMSO + CD30D) Signale
bei ppm: 2,1(s,3H), 3,40(s,3H), 3,55(m,2H), 3,95(s,3H), 4,35(m,4H), 5,0(s,1H), 5,40(s,1H),
6,75(m,2+1H), 7,30(d,2H), 8,05(s,1H).
-
Analog diesem Beispiel wurden die Methoxycephalosporine der folgenden
Tabelle hergestellt. Die Synthese der entsprechenden Ureidocarbonsäuren sowie die
Synthese der 7a-H-Benzhydrylester ist in der deutschen Offenlegungsschrift P 29
28 344 beschrieben.
| Bei- A (CH2)nR2 D Ausb. IR-Spektrum NMR-Spektrum (DMSO + CD3OD) |
| spiel % cm-1 Signale bei ppm: |
| N |
| 2 HO-#- #-CH2- N-N 33,5 1765, 1660, 3,40(s,3H), 3,55(m,2H),
3,95(s,3H), |
| # # 1540 4,25-4,45(m,4H), 4,95(s,1H), 5,35 |
| # N (s,1H), 6,75(d,2H), 7,25(m,3H), 7,7 |
| -S- N (m,1H), 8,1(s,1H), 8,5(m,2H). |
| # |
| CH3 |
| 3 HO-#- # N-N 41 1765, 1655, 3,40(s,3H), 3,55(m,2H), 3,95(s,3H), |
| NH2O2S S CH2- # # 1535 4,3(m,2H), 4,65(s,2H), 5,0(s,1H), |
| # N 6,75(d,2H), 7,05(d,1H), 7,3(d,2H), |
| -S- N 7,45(d,1H), 8,15(s,1H). |
| # |
| CH3 |
| 4 HO-#- # -OCOCH3 43 1765, 1660, 2,05(s,3H), 3,40(s,3H), 3,45(m,2H), |
| NH2O2S S CH2- 1540 4,7-5,0(m,2+2+1H), 5,35(s,1H), 6,75(d, |
| 2H), 7,0-7,45(m,1+2+1H), 8,10(s,1H). |
| 5 #-D,L # N-N 36 1765, 1655, 3,40(s,3H), 3,55(m,2H), 3,95(s,3H), |
| S NH2O2S S CH2- # # 1540 4,3(m,2H), 4,7(s,2H), 5,0(s,1H), |
| # N 5,70(s,1H), 7,0(m,3H), 7,4(m,2H), |
| -S- N 8,1(s,1H). |
| # |
| CH3 |
| 6 #-D,L # N-N 28,5 1765, 1655, 3,40(s,3H-m,2H), 3,95(s,3H),
4,3(m,2H), |
| O NH2O2S S CH2- # # 1610, 1540 4,65(s,2H), 4,95(s,1H), 5,70(s,1H), |
| # N 6,3(m,2H), 7,05(d,1H), 7,4(m,2H), |
| -S- N 8,1(s,1H). |
| # |
| CH3 |
| Bei- A (CH2)nR2 D Ausb. IR-Spektrum NMR-Spektrum (DMSO + CD3OD) |
| spiel % cm-1 Signale bei ppm: |
| 7 HO-#- #-CH2- N-N 33 1765, 1660, 3,40(s,3H), 3,50(m,2H), 3,95(s,3H), |
| O # # 1550 4,40(m,4H), 4,95(s,1H), 5,35(s,1H), |
| # N 6,3(m,2H), 6,75(d,2H), 7,25(d,2H), |
| -S- N 7,45(s,1H), 8,1(s,1H). |
| # |
| CH3 |
| N |
| 8 HO-#- HO-#- N-N 27 1765, 1655, 3,40(s,3H), 3,50(m,2H), 3,95(s,3H), |
| # # 1540 4,3(m,2H), 4,95(s,1H), 5,35(s,1H), |
| # N 6,55(s,breit,1H), 6,75(d,2H), 7,25 |
| -S- N (d,1H), 7,55(m,1H), 7,8(d,1H), |
| # 8,15(s,1H). |
| CH3 |
| N |
| 9 HO-#- CH3-#-CH2- N-N 25 1765, 1660, 3,40(s,3H), 3,40(s,3H),
3,55(m,2H), |
| N # # 1550 3,95(s,3H), 4,4(m,4H), 4,95(s,1H), |
| # N 5,40(s,1H), 6,75(d,2H), 7,25(d,2H), |
| -S- N 8,05(s,1H), 8,6(s,2H). |
| # |
| CH3 |
Beispiel 10 Natrium-7α-methoxy-7ß-{D-α-[(2-(5'-aminosulfonyl-2'-thienylmethylamino)-4-hydroxy-5-pyrimidinyl)-ureido-p-hydroxyphenylacetamido}-3-[(1-(2'-hydroxyäthyltetrazol-5-yl)-thiomethyl]-ceph-3-em-4-carboxylat
500 mg des Cephalosporins des Beispiels 4 werden zusammen mit 180 mg 1-(2'-Hydroxyäthyl)-5-mercapto-tetrazol
in 40 ml Nitromethan 6 Stunden lang auf 80 0C erwärmt. Man engt im Vakuum zur Trockne
ein. Der Rückstand wird in einem Gemisch aus Aceton und Essigester gelöst. Unter
Eiskühlung gibt man solange Diphenyldiazomethan zu, bis die Violettfärbung erhalten
bleibt.
-
Man engt danach zur Trockne ein. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie
gereinigt (Silicagel, Eluens Methylenchlorid/Methanol 5:1). Der erhaltene Ester
wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, gespalten und die Säure in ihr Natriumsalz
überführt.
-
Ausbeute an Natriumsalz: 230 mg; IR-Spektrum: 1765, 1660, 1540, 1155
cm 1 NMR-Spektrum (DM50 + CD30D) Signale bei ppm: 3,40(s,3H), 3,55(m,2H), 4,0-4,7(m,8H),
5,0(s,1H), 5,35(s,1H), 6,75(d,2H), 7,0(d,1H), 7,25(d,2H), 7,45(d,1H), 8,15(s,1H).
-
Analog wurde hergestellt: Beispiel 11 Natrium-7a-methoxy-7ß-fD,L-a-/3-(2-(5'-aminosulfonyl-2'-thienylmethylamino
) -4-hydroxy-5-pyrimidinyl ) ureidoJ-2-thienylacetylamido}-3-[(2-methyl-1,3,4-thiadiazol-5-yl)-thiomethyl]-ceph-3-em-4-carboxylat
mit
dem Cephalosporin des Beispiel 4 und 2-Methyl-5-mercapto-1,3,4-thiadiazol.
-
Ausbeute an Natriumsalz: 44 % der Theorie; IR-Spektrum: 1765, 1655,
1610, 1540 cm1; NMr-Spektrum (DMSO + CD3OD) Signale bei ppm: 2,75(s,3H), 3,40(s,3H),
3,50(m,2H), 4,25(m,2H), 4,65(s,2H), 4,95(s,1H), 5,35(s,1H), 6,75(d,2H), 7,05(d,1H),
7,25(d,2H), 7,45(d,1H), 8,15(s,lH).
-
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I und I' lassen sich in die
Kblichen pharmazeutischen Anwendungsformen, wie Tabletten, Dragees, Kapseln oder
Ampullen einarbeiten. Die Einzeldosis beträgt bei Erwachsenen im allgemeinen zwischen
50 und 1000 mg, vorzugsweise 100 bis 500 mg, die Tagesdosis zwischen 100 und 4000
mg, vorzugsweise 250 bis 2000 mg.
-
Beispiel I Tabletten enthaltend Natrium-7a-methoxy- 7ßD-a--(4-hydroy-2-(4'-methyl-2'-imidazolylmethylamino)-5-pyrimidinyl)-ureido]-p-hydroxyphenyl-acetamido}-3
/(1-methyl-tetrazol-5-yl)-thiomethyl7-ceph-3-em-4-carboxylat Ein Gemisch bestehend
aus 2 kg Wirksubstanz, 5 kg Lactose, 1,8 kg Kartoffelstärke, 0,1 kg Magnesiumstearat
und 0,1 kg Talk wird in üblicher Weise zu Tabletten gepreßt, derart, daß Jede Tablette
200 mg Wirkstoff enthält.
-
Beispiel II Dragees enthaltend Natrium-7α-methoxy-7ß-{D-α-[3-(4-hydroxy-2-(4'
-methyl-2' -imidazolylmethylamino )-5-pyrimidinyl)-ureido]-p-hydroxyphenyl-acetamido}-3-[(1-methyl-tetrazol-5-yl)-thiomethyl]-ceph-3-em-4-carboxylat
Analog Beispiel I werden Tabletten gepreßt, die anschließend in üblicher Weise mit
einem Überzug bestehend aus Zucker, Kartoffelstärke, Talk und Tragant überzogen
werden.
-
Beispiel III Kapseln enthaltend Natrium-7a-methcxy- 70-CD-a- P3-(4-hydroxy-2-(4'-methyl-2'-imidazolylmethylamino)-5-pyrimidinyl)-ureidoJ-p-hydroxyphenyl-acetamido-3-[(1-methyl-tetrazol-5-yl)-thiomethyl]-ceph-3-em-4
carboxylat 5 kg Wirksubstanz werden in üblicher Weise in Hartgelatinekapseln gefüllt,
derart, daß jede Kapsel 500 mg des Wirkstoffes enthält.
-
Beispiel IV Trockenampullen enthaltend Natrium-7a-methoxy-7ßfD-a-
(4-hydroxy-2- (4' -methyl-2'-imidazolylmethylamino )-5-pyrimidinyl)-ureido]-p-hydroxyphenyl-acetamido}-3-[(1-methyl-tetrazol-5-yl)-thiomethyl]-ceph-3-em-4-carboxylat
In einem aseptischen Bereich wurde 251 g Wirkstoff in 200 ml destilliertem Wasser
zur Injektion aufgelöst. Die Lösung wurde durch ein Millipore-Filter (Porengröße
0,22 pin, Produkt der Millipore Corporation, Bedford, USA) filtriert. Die Lösung
wurde jeweils in einer Menge von 2,0 ml in 1000 Gläschen (Kapazität 10 ml) eingegossen
und es wurde lyophilisiert. Die Gläschen wurden sodann mit einem Kautschukstöpsel
und einer Aluminiumkappe verschlossen. Somit wurden Gläschen (Nr. A) jeweils mit
250 mg Wirkstoff erhalten.
-
Eine physiologische Kochsalzlösung zur Injektion wurde in einer Menge
von jeweils 2,0 ml in Ampullen abgefüllt und die Ampullen wurden verschlossen. Auf
diese Weise wurden Ampullen (NrO B) erhalten. Die physiologische Kochsalzlösung
in den Ampullen (Nr. B) wurde in die Gläschen (Nr. A) gegossen, wodurch eine injizierbare
Zubereitung für die intravenöse Verabreichung erhalten wurde.
-
Destilliertes Wasser zur Injektion wurde in einer Menge-von 20 ml
in die Gläschen (Nr. A) gegossen und die Lösung wurde in einer 5%igen Lösung von
Glucose für Injektionen (250 ml) aufgelöst. Auf diese Weise wurden Lösungen für
die kontinuierliche Infusion hergestellt.
-
Analog sind Tabletten, Dragees, Kapseln und Ampullen erhältlich, die
einen oder mehrere der übrigen Wirkstoffe der Formel I oder die physiologisch unbedenklichen
Salze dieser Verbindungen enthalten.