DE3122523C2

DE3122523C2 -

Info

Publication number: DE3122523C2
Application number: DE3122523A
Authority: DE
Inventors: Eiji Ohki; Sadao Oida; Akira Yoshida; Teruo Hayashi; Shinichi Tokio/Tokyo Jp Sugawara
Original assignee: Sankyo Co Ltd
Current assignee: Sankyo Co Ltd
Priority date: 1980-06-06
Filing date: 1981-06-05
Publication date: 1990-10-18
Also published as: IT8167783A0; FR2483924A1; IT1144602B; NL8102736A; GB2078220B; US4395418A; DE3122523A1; FR2483924B1; GB2078220A; ES8300769A1; CH651037A5; ES502828A0

Description

Die Penicilline bilden eine bekannte Klasse von Antibiotika, die seit vielen Jahren verbreitet Anwendung in der Human- und Veterinärmedizin gefunden hat. Tatsächlich wird das Benzylpenicillin, bei dem es sich um das erste Antibiotikum handelt, das allgemein therapeutisch angewendet wurde, bis heute weit verbreitet verwendet. Chemisch haben die Penicilline die Struktur vom β-Lactamtyp gemeinsam, die gewöhnlich als "Penam" bezeichnet wird und folgende Formel aufweist:

Zwar bilden die Penicilline weiterhin eine wertvolle Waffe in der Pharmazie, jedoch machte es die Entwicklung neuer und häufig penicillin-resistenter Stämme pathogener Bakterien immer notwendiger, neue Typen von Antibiotika zu suchen. In der letzten Zeit entwickelte sich ein gewisses Interesse an Verbindungen mit der Penem-Struktur, d. h. Verbindungen mit einer Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffatomen in den 2- und 3-Stellungen der Penam-Grundstruktur. Die Penem-Struktur ist im folgenden angegeben:

Diese Penam- und Penem-Strukturen bilden die Grundlage für die halbsystematische Nomenklatur der Penicillinderivate, und diese von Fachleuten in der ganzen Welt verwendete Nomenklatur wird in der vorliegenden Beschreibung verwendet, wobei das Numerierungssystem in den vorstehenden Formeln angegeben ist.

In den letzten Jahren wurden verschiedene Penem-Derivate beschrieben, beispielsweise in der US-PS 41 68 314 (Merck & Co.), der GB-PS 20 13 674 (Ciba Geigy) und der GB-PS 20 48 261 (Sankyo).

Die in der GB-PS 20 48 261 beschriebene Verbindung, nämlich 2-[(2-Aminoethyl)-thio]-6-(1-hydroxyethyl)-penem-3-carbonsäure, erwies sich als besonders interessant, da sie eine ausgezeichnete Wirkung gegen zahlreiche Bakterien aufwies und so ein beträchtliches Potential zur Anwendung als Antibiotika aufwies. Jedoch zeigte es sich, daß diese Verbindung eine relativ hohe akute Toxizität aufweist.

Es wurde nunmehr überraschenderweise eine verwandte Penem-3-carbonsäure gefunden, die nicht nur eine überlegene antibakterielle Aktivität aufweist, sondern auch eine beträchtlich niedrigere akute Toxizität besitzt.

Die Erfindung betrifft die (5R,6S)-2-(2-Amino-1-methylethylthio)-6[(R)-1-hydroxy ethyl]-penem-3-carbonsäure, deren Pivaloyloxymethylester und deren pharmazeutisch brauchbare Salze.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung der (5R,6S)-2-(2-Amino-1- methylethylthio)-6[(R)-1-hydroxyethyl]-penem-3-carbonsäure, von deren Pivaloyloxymethylester und von deren pharmazeutisch brauchbaren Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise eine Phosphorylidverbindung der allgemeinen Formel (II)

worin

R⁷ eine 1-Acyloxyethyl-, eine 1-Alkylsulfonyloxyethyl-, eine 1-Arylsulfonyloxyethyl- oder eine 1-Trialkylsilyloxyethylgruppe darstellt;
R⁸ eine Aminoschutzgruppe bedeutet;
R⁹ eine geschützte Carboxygruppe bedeutet;
Z⊕ eine trisubstituierte Phosphoniogruppe oder eine diveresterte Phosphonogruppe, begleitet von einem Kation, darstellt und
R² für Wasserstoff steht und A eine 1-Methylethylengruppe bedeutet;

erwärmt, unter Bildung einer Verbindung der allgemeinen Formel (III)

worin R², R⁷, R⁸, R⁹ und A wie vorstehend definiert sind, und diese Verbindung der allgemeinen Formel (III) einer Reaktion unterzieht, ausgewählt aus:

(a) Entfernung der Hydroxyschutzgruppen und gegebenenfalls
(b) Entfernung der Aminoschutzgruppen;
(c) Entfernung der Carboxyschutzgruppen;
(d) Salzbildung und
(e) Kombination von zwei oder drei der Stufen (b) bis (d) in jeglicher Reihenfolge.

Alternativ wird ein Verfahren hergestellt zur Herstellung der (5R,6S)-2-(2-Amino-1-methyl ethylthio)-6[(R)-1-hydroxyethyl]-penem-3-carbonsäure, von deren Pivaloyloxymethylester und von deren pharmazeutisch brauchbaren Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise ein Azetidin-2-on-Derivat der allgemeinen Formel (IV)

worin

R¹¹ eine 1-Hydroxyethylgruppe bedeutet oder die in Anspruch 2 für R⁷ angegebene Bedeutung besitzt,
Y ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom darstellt,
R⁸ eine Aminoschutzgruppe bedeutet,
R² und A die in Anspruch 2 angegebene Bedeutung besitzen und
R⁹ eine geschätzte Carboxylgruppe darstellt,

mit einem Phosphorigesäuretriester oder einem Phosphorigesäuretriamid umsetzt und gegebenenfalls das resultierende Produkt einer Reaktion unterzieht, ausgewählt aus der Gruppe von:

(a) Entfernen der Hydroxyschutzgruppen,
(b) Entfernen der Aminoschutzgruppen,
(c) Entfernen der Carboxylschutzgruppen,
(d) Salzbildung und
(e) eine Kombination von zwei, drei oder vier der Stufen (a)-(d) in beliebiger Reihenfolge.

Der bei diesem Verfahren eingesetzte Phosphorigesäuretriester oder das Phosphorigesäuretriamid besitzt vorzugsweise die Formel (V)

(R¹⁰)₃P (V)

worin R¹⁰ eine Alkoxygruppe oder eine Dialkylaminogruppe darstellt.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine pharmazeutische Zusammensetzung, enthaltend die (5R,6S)- 2-(2-Amino-1-methylethylthio)-6[(R)-1-hydroxyethyl]-penem-3-carbonsä-ure, deren Pivaloyloxymethylester oder eines ihrer pharmazeutisch brauchbaren Salze als Wirkstoff im Gemisch mit einem pharmazeutisch brauchbaren Träger oder Verdünnungsmittel.

Im folgenden wird die Erfindung genauer erläutert.

Handelt es sich um ein Salz der vorliegenden Säure, sind die bevorzugten Salze das Natrium- und Kaliumsalz.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können nach folgenden Methoden hergestellt werden:

Methode A (Herstellung über die Verbindung (III))

In dieser Methode werden Verbindungen der Formel (III):

(worin R², R⁷, R⁸, R⁹ und A wie vorstehend definiert sind) hergestellt durch Erwärmen einer Phosphor-ylid-Verbindung der Formel (II):

(worin R², R⁷, R⁸, R⁹, A und Z⁺ wie vorstehend definiert sind).

Die Reaktion kann in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Wird ein Lösungsmittel verwendet, so ist dessen Natur nicht kritisch, vorausgesetzt, daß es sich nicht nachteilig auf die Reaktion auswirkt. Geeignete Lösungsmittel umfassen Ether, wie Dioxan; und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol oder Xylol. Die Temperatur, auf die die Phosphor-ylid-Verbindung (II) erwärmt wird, ist ebenfalls nicht kritisch, vorzugsweise wird die Reaktion bei einer Temperatur von 100 bis 200°C und gegebenenfalls in einer Atmosphäre eines inerten Gases, wie Stickstoff oder Argon, durchgeführt. Wird kein Lösungsmittel verwendet, so kann die Reaktion auch in einem evakuierten Reaktionsgefäß durchgeführt werden. Die für die Reaktion erforderliche Zeit hängt von der Natur der Ausgangsmaterialien und von der Reaktionstemperatur ab, jedoch genügen im allgemeinen 5 bis 12 Stunden.

Wenn die Reaktion vollständig ist, so kann die gewünschte Verbindung der Formel (III) aus dem Reaktionsgemisch in üblicher Weise gewonnen werden. Beispielsweise besteht ein geeignetes Gewinnungssystem in der Destillation des Lösungsmittels aus dem Reaktionsgemisch unter verringertem Druck, Zusatz eines Gemischs von Ethylacetat und Hexan zu dem resultierenden Rückstand, Abfiltrieren der so erhaltenen Ausfällungen und schließlich Abdestillieren des Lösungsmittels von dem Filtrat, unter Bildung der gewünschten Verbindung. Falls nötig, kann die so erhaltene Verbindung der Formel (III) weiter gereinigt werden in üblicher Weise, beispielsweise durch Umkristallisieren, präparative Dünnschichtchromatographie oder Säulenchromatographie. Die Verbindung der Formel (III) wird weiteren Reaktionen, wie vorstehend angegeben, unterzogen, um zu den erfindungsgemäßen Verbindungen zu gelangen.

Methode B (Herstellung über die Verbindung IV)

Die vorliegenden Verbindungen können auch hergestellt werden durch Reaktion eines Azetidinonderivats der Formel (IV):

mit einem Phosphorigesäureester oder -amid der Formel (V):

(R¹⁰)₃P (V)

worin R¹¹, R², R⁸, R⁹, R¹⁰, A und Y wie vorstehend definiert sind.

Geeignete Phosphorigesäureester umfassen Trimethylphosphit und Triethylphosphit, und ein geeignetes Phosphorigesäureamid ist Tris-(dimethylamino)-phosphin. Die Menge an Phosphorigesäureester oder -amid (V) liegt vorzugsweise bei 2 bis 20 Äquivalenten pro Äquivalent Azetidinonderivat (IV).

Vorzugsweise führt man die Reaktion in Anwesenheit eines Lösungsmittels durch, dessen Natur nicht kritisch ist, vorausgesetzt, daß es sich nicht nachteilig auf die Reaktion auswirkt. Geeignete Lösungsmittel umfassen: Alkohole wie Methanol, Ethanol, Propanol und Isopropanol; Ether wie Tetrahydrofuran oder Dioxan; Ester wie Ethylacetat oder Butylacetat; aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol oder Toluol; halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Chloroform oder Methylenchlorid; Fettsäuredialkylamide wie Dimethylformamid oder Dimethylacetamid; und Nitrile wie Acetonitril. Es ist möglich, ein einziges dieser Lösungsmittel oder ein Gemisch von jeglichen zwei oder mehreren davon zu verwenden.

Die Reaktionstemperatur ist ebenfalls nicht kritisch, jedoch wird die Reaktion im allgemeinen bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von Raumtemperatur bis 150°C, besonders bevorzugt von 50 bis 150°C, durchgeführt. Die für die Reaktion erforderliche Zeit hängt hauptsächlich von der Natur der Ausgangsmaterialien und von der Reaktionstemperatur ab und liegt im allgemeinen bei 5 Stunden bis 4 Tage.

Wenn die Reaktionstemperatur relativ gering ist, wenn sie beispielsweise bei Raumtemperatur bis 90°C liegt, so kann die einfache Reaktion des Azetidinonderivats (IV) mit dem Phosphorigesäureester oder -amid (V) eine Ylid-Verbindung der Formel (VI)

ergeben (worin R¹¹, R², R⁸, R⁹, R¹⁰, A und Y wie vorstehend definiert sind). Wenn diese Ylid-Verbindung gebildet wird, so sollte sie anschließend erwärmt werden, ohne daß es notwendig ist, jegliches Zwischenprodukt zu reinigen, unter Bildung des gewünschten Penem-3-carbonsäurederivats. Die Erwärmungstemperatur liegt vorzugsweise bei 100 bis 150°C, und die für diese Reaktion erforderliche Zeit liegt im allgemeinen bei 4 bis 48 Stunden.

Die wie vorstehend beschrieben nach der Methode B hergestellten Verbindungen werden anschließend den Erfordernissen entsprechend einer oder mehreren der folgenden Reaktionen unterzogen:

Entfernung der Hydroxylschutzgruppen; Entfernung der Aminoschutzgruppen; Entfernung der Carboxylschutzgruppen und Salzbildung.

Entfernung der Carboxylschutzgruppen

Die durch R⁹ in der Verbindung, erhalten nach der Methode A oder B, dargestellte geschützte Carboxylgruppe kann in eine freie Carboxylgruppe in üblicher Weise umgewandelt werden. Die zur Entfernung der Schutzgruppe erforderliche Reaktion variiert je nach der Natur der Schutzgruppe, aber es kann jegliche auf diesem Gebiet bekannte Methode angewendet werden.

Ist beispielsweise die Schutzgruppe eine halogenierte Alkylgruppe, eine Aralkylgruppe oder eine Benzhydrylgruppe, so kann sie entfernt werden durch Kontakt der Verbindung, die nach der Methode A oder B hergestellt wurde, mit einem Reduktionsmittel. Im Falle von halogenierten Alkylgruppen (z. B. 2,2-Dibromethyl- oder 2,2,2-Trichlorethylgruppen) ist ein bevorzugtes Reduktionsmittel eine Kombination von Zink mit Essigsäure. Im Falle von Aralkylgruppen (z. B. Benzyl- oder p-Nitrobenzylgruppen) oder der Benzhydrylgruppe ist ein bevorzugtes Reduktionsmittel ein katalytisches Reduktionsmittel (z. B. Palladium auf Kohle) in Anwesenheit von Wasserstoff oder ein Alkalimetallsulfid (z. B. Natriumsulfid oder Kaliumsulfid). Die Reaktion wird normalerweise in Anwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt, dessen Natur nicht kritisch ist, vorausgesetzt, daß es sich nicht nachteilig auf die Reaktion auswirkt. Bevorzugte Lösungsmittel sind Alkohole (wie Methanol oder Ethanol), Ether (wie Tetrahydrofuran oder Dioxan), Fettsäuren (wie Essigsäure) oder ein Gemisch von einem oder mehreren dieser organischen Lösungsmittel mit Wasser. Die Reaktionstemperatur liegt normalerweise im Bereich von 0°C bis etwa Raumtemperatur. Die zur Reaktion erforderliche Zeit variiert je nach den Reagentien und der Reaktionstemperatur, jedoch ist die Reaktion normalerweise innerhalb von 5 Minuten bis 12 Stunden vollständig.

Nach Fertigstellung der Reaktion kann das Produkt aus dem Reaktionsgemisch in üblicher Weise gewonnen werden, z. B. durch Abfiltrieren der unlöslichen Anteile, Waschen der organischen Lösungsmittelphase mit Wasser und Trocknen und anschließendes Abdestillieren des Lösungsmittels. Falls nötig, kann das Produkt weiter in üblicher Weise gereinigt werden wie durch Umkristallisieren, präparative Dünnschichtchromatographie oder Säulenchromatographie.

Entfernung der Hydroxy- und Aminoschutzgruppen

Wenn R⁷ in der nach der Methode A oder B hergestellten Verbindung eine 1-Acyloxyethylgruppe oder eine 1-Trialkylsilyloxyethylgruppe darstellt und/oder die Gruppe R⁸ eine Aminoschutzgruppe bedeutet, so können die Schutzgruppen, falls notwendig, entfernt werden durch übliche Mittel, zur Wiederherstellung einer freien Hydroxygruppe oder einer freien Aminogruppe. Diese Reaktionen können erfolgen vor, nach oder zusammen mit der Entfernung der Carboxyschutzgruppe in R⁹.

Wenn die Hydroxyschutzgruppe der 1-Hydroxyethylgruppe eine niedrigaliphatische Acyloxygruppe (z. B. eine Acetoxygruppe) ist, so kann sie entfernt werden durch Behandeln der entsprechenden Verbindung mit einer Base in Anwesenheit eines wäßrigen Lösungsmittels. Es besteht keine spezielle Einschränkung hinsichtlich der Natur dieses Lösungsmittels, und es kann jedes üblicherweise für die Hydrolyse verwendete Lösungsmittel eingesetzt werden. Jedoch ist Wasser oder ein Gemisch von Wasser mit einem organischen Lösungsmittel, wie einem Alkohol (z. B. Methanol, Ethanol oder Propanol) oder einem Ether (z. B. Tetrahydrofuran oder Dioxan) besonders bevorzugt. Die verwendete Base ist auch nicht besonders kritisch, vorausgesetzt, daß sie nicht andere Teile der Verbindung, insbesondere den β-Lactamring, beeinträchtigt. Bevorzugte Basen sind Alkalimetallcarbonate, wie Natriumcarbonat oder Kaliumcarbonat. In gleicher Weise ist die Reaktionstemperatur nicht kritisch, jedoch ist eine Temperatur von 0°C bis etwa Raumtemperatur bevorzugt, um Nebenreaktionen unter Kontrolle zu halten bzw. zu steuern. Die für diese Reaktion erforderliche Zeit hängt von der Natur der Ausgangsmaterialien und von der Reaktionstemperatur ab, jedoch ist die Reaktion normalerweise innerhalb eines Zeitraums von 1 bis 6 Stunden vollständig.

Wenn die Gruppe, dargestellt durch R⁹, durch eine Trialkylsilyloxyalkylgruppe (z. B. eine 1-t-Butyldimethylsilyloxyethylgruppe) geschützt ist, so kann die Schutzgruppe entfernt werden durch Behandeln der entsprechenden Verbindung mit Tetrabutylammoniumfluorid in einem geeigneten Lösungsmittel, dessen Natur nicht kritisch ist, vorausgesetzt, daß es sich nicht nachteilig auf die Reaktion auswirkt. Geeignete Lösungsmittel sind Ether, wie Tetrahydrofuran oder Dioxan. Normalerweise wird die Reaktion bei etwa Raumtemperatur durchgeführt und erfordert normalerweise 10 bis 18 Stunden.

Stellt die Aminoschutzgruppe R⁸ eine Aralkyloxycarbonylgruppe (z. B. Benzyloxycarbonyl oder p-Nitrobenzyloxycarbonyl) dar, erfolgt deren Entfernung vorzugsweise durch Reduktion. Die Reduktionsmittel und Reaktionsbedingungen, die verwendet werden können, sind die gleichen, wie sie für die Entfernung von Aralkylgruppen von der geschützten, durch R⁹ dargestellten Carboxylgruppe angewendet werden können. Dementsprechend ist es durch geeignete Wahl von Schutzgruppen möglich, gleichzeitig die Schutzgruppen von R⁸ und R⁹ abzuspalten.

Salzbildung

Die erfindungsgemäße Säure kann in ihre entsprechenden pharmazeutisch brauchbaren Salze umgewandelt werden. Beispiele für derartige Salze umfassen Salze mit Metallen (insbesondere die Lithium-, Natrium-, Kalium-, Calcium- oder Magnesiumsalze), Ammoniumsalze und organische Aminsalze (insbesondere die Cyclohexylammonium-, Diisopropylammonium- oder Triethylammoniumsalze), vorzugsweise die Natrium- oder Kaliumsalze. Die Salzbildungsreaktion kann nach üblichen Methoden durchgeführt werden, entweder vor oder nach der Abtrennung der Carbonsäure aus dem Reaktionsgemisch.

Die wie vorstehend hergestellte gewünschte Verbindung kann aus ihrem Reaktionsgemisch gewonnen werden in üblicher Weise und gegebenenfalls weiter gereinigt werden durch Umkristallisieren, präparative Dünnschichtchromatographie oder Säulenchromatographie.

Herstellung der Ausgangsmaterialien Ausgangsmaterial für die Methode A

Die Phosphor-ylid-Verbindung der Formel (II), die das Ausgangsmaterial für die Methode A darstellt, kann hergestellt werden, wie durch das folgende Reaktionsschema veranschaulicht, das auch die Herstellung der Endprodukte aus dieser Phosphor-ylid-Verbindung zusammenfaßt.

In den vorstehenden Formeln sind R², R⁷, R⁸, R⁹, A und Z⁺ wie vorstehend definiert. X¹ stellt eine Acyloxygruppe (z. B. eine Acetoxy-, Propionyloxy- oder Benzoyloxygruppe), eine Alkylsulfonylgruppe (z. B. eine Methansulfonyl- oder Äthansulfonylgruppe) oder eine Arylsulfonylgruppe (z. B. eine Benzolsulfonyl- oder p-Toluolsulfonylgruppe) dar. X² stellt ein Halogenatom wie ein Chlor-, Brom- oder Jodatom dar. Beispiele für durch R⁸ dargestellte Gruppen, die Aminoschutzgruppe, umfassen Aralkyloxycarbonylgruppen, wie die Benzyloxycarbonyl- und p-Nitrobenzyloxycarbonylgruppe. Wenn Z⁺ eine trisubstituierte Phosphoniogruppe darstellt, ist diese vorzugsweise eine Tri(niedrigalkyl)-phosphoniogruppe (z. B. eine Tributylphosphoniogruppe) oder eine Triarylphosphoniogruppe (z. B. eine Triphenylphosphoniogruppe); wenn Z⁺ eine diveresterte Phosphonogruppe, begleitet durch ein Kation, darstellt, so ist sie vorzugsweise eine Diethylphosphonogruppe, begleitet durch ein Lithium- oder Natriumion.

Die Stufe (a) des vorstehenden Reaktionsschemas umfaßt die Reaktion der Verbindung der Formel (VIII) mit einem Trithiokohlensäure-alkalimetallsalz der Formel (XII):

(worin M ein Alkalimetallatom, beispielsweise ein Natrium- oder Kaliumatom darstellt, und R², R⁸ und A wie vorstehend definiert sind). Dieses Trithiokohlensäure-alkalimetallsalz kann selbst hergestellt werden durch Reaktion einer Mercaptanverbindung der Formel (XIII):

(worin R², R⁸ und A wie vorstehend definiert sind) mit Schwefelkohlenstoff und einem Alkalimetallhydroxid (z. B. Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid) oder einem Alkalimetallalkoxid (z. B. Natriummethoxid, Natriumethoxid oder Kaliumethoxid).

Die Reaktion in der Stufe (a) der Verbindung der Formel (VIII) mit der Verbindung der Formel (XII) wird vorzugsweise in Anwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt, dessen Natur nicht kritisch ist, vorausgesetzt, daß es sich nicht nachteilig auf die Reaktion auswirkt. Bevorzugte Lösungsmittel umfassen Wasser, Alkohole, wie Methanol, Ethanol oder Propanol; Ketone wie Aceton oder Methylethylketon; Fettsäuredialkylamide wie Dimethylformamid oder Dimethylacetamid; und Gemische von einem oder mehreren der vorstehenden organischen Lösungsmittel mit Wasser. Das Molverhältnis der Verbindung der Formel (VIII) zu der Verbindung der Formel (XII) liegt vorzugsweise bei 1 : 1 bis 1 : 1,5. Die Reaktionstemperatur ist nicht kritisch, obwohl bevorzugt die Reaktion bei einer Temperatur von -20°C bis 50°C durchgeführt wird. Die für die Reaktion erforderliche Zeit hängt hauptsächlich von der Natur der Ausgangsmaterialien und der Reaktionstemperatur ab, jedoch ist die Reaktion normalerweise innerhalb von 10 Minuten bis 2 Stunden vollständig.

Die resultierende Verbindung der Formel (IX) kann aus dem Reaktionsgemisch in üblicher Weise gewonnen werden, beispielsweise wie folgt: Zusatz eines mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittels (wie Ethylacetat) und Wasser zu dem Reaktionsgemisch; Abtrennen der organischen Schicht; Wäsche der organischen Schicht mit Wasser und anschließendes Trocknen mit einem Trocknungsmittel; und schließlich Abdestillieren des Lösungsmittels von der organischen Schicht unter Bildung der gewünschten Verbindung. Die resultierende Verbindung kann - falls nötig - weiter gereinigt werden in üblicher Weise, beispielsweise durch Umkristallisieren, präparative Dünnschichtchromatographie oder Säulenchromatographie.

Die Stufe (b) des vorstehenden Reaktionsschemas umfaßt die Reaktion der Verbindung der Formel (IX) mit einem Glyoxylsäureester der Formel (XIV):

(worin R⁹ wie vorstehend definiert ist). Diese Reaktion wird vorzugsweise in Anwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt, dessen Natur nicht kritisch ist, vorausgesetzt, daß es sich nicht nachteilig auf die Reaktion auswirkt. Bevorzugte Lösungsmittel umfassen: Ether wie Tetrahydrofuran oder Dioxan; aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol oder Toluol; Fettsäuredialkylamide wie Dimethylformamid oder Dimethylacetamid; und Gemische dieser organischen Lösungsmittel. Diese Additionsreaktion kann gelegentlich beschleunigt werden durch Anwesenheit einer Base, beispielsweise einer organischen Base (z. B. Triethylamin, Diisopropylethylamin oder Pyridin) oder ein Natriumaluminiumsilikat-Molekularsieb. Die Reaktionstemperatur ist nicht kritisch, jedoch wird vorzugsweise eine Temperatur von Raumtemperatur bis etwa 100°C angewendet. Wird eine Base verwendet, so wird die Reaktion vorzugsweise bei etwa Raumtemperatur durchgeführt. Wird andererseits keine Base verwendet, so wird die Reaktion vorzugsweise bei der Rückflußtemperatur des verwendeten Lösungsmittels durchgeführt und - falls notwendig - in einer Atmosphäre eines inerten Gases wie Stickstoff. Die für die Reaktion erforderliche Zeit hängt von der Natur der Ausgangsmaterialien und der Reaktionstemperatur ab, ist jedoch im allgemeinen innerhalb von 1 bis 6 Stunden fertig.

Nach beendeter Reaktion kann die gewünschte Verbindung aus dem Reaktionsgemisch in üblicher Weise gewonnen werden, beispielsweise durch Abfiltrieren von unlöslichen Anteilen aus dem Reaktionsgemisch, Waschen des Filtrats mit Wasser, worauf es mit einem Trocknungsmittel getrocknet wird und schließlich Abdestillieren des Lösungsmittels und überschüssiger Reagentien unter Bildung der gewünschten Verbindung, die gegebenenfalls weiter gereinigt werden kann in üblicher Weise wie durch Umkristallisieren, präparative Dünnschichtchromatographie oder Säulenchromatographie.

Die Stufe (c) des Reaktionsschemas umfaßt die Halogenierung der resultierenden Verbindung der Formel (X) unter Bildung einer Verbindung der Formel (XI). Diese Reaktion kann in einfacher Weise durchgeführt werden durch Kontakt der Verbindung der Formel (X) mit einem Halogenierungsmittel in Anwesenheit eines Lösungsmittel. Die Natur des zu verwendenden Halogenierungsmittels ist nicht kritisch, jedoch werden vorzugsweise Thionylhalogenide (wie Thionylchlorid oder Thionylbromid), Phosphoroxyhalogenide (wie Phosphoroxychlorid), Phosphorhalogenide (wie Phosphorpentachlorid oder Phorphorpentabromid) oder Oxalylhalogenide (wie Oxalylchlorid) verwendet. Die Reaktion wird vorzugsweise in Anwesenheit einer Base, zweckmäßigerweise einer organischen Base, wie Triethylamin, Diisopropylethylamin, Pyridin oder Lutidin durchgeführt. Es besteht keine spezielle Begrenzung hinsichtlich der Natur des zu verwendenden Lösungsmittels, vorausgesetzt, daß es sich nicht nachteilig auf die Reaktion auswirkt. Geeignete Lösungsmittel umfassen Ether wie Tetrahydrofuran oder Dioxan. Die Reaktionstemperatur ist ebenfalls nicht kritisch, jedoch wird vorzugsweise die Reaktion bei relativ niedriger Temperatur (z. B. von -15°C bis etwa Raumtemperatur) durchgeführt, um Nebenreaktionen unter Kontrolle zu halten. Falls notwendig, kann die Reaktion unter einer Atmosphäre eines inerten Gases wie Stickstoff durchgeführt werden. Die für die Reaktion erforderliche Zeit hängt von der Natur der Ausgangsmaterialien und von der Reaktionstemperatur ab, jedoch ist die Reaktion normalerweise innerhalb 10 bis 30 Minuten fertig. Nach beendeter Reaktion kann die resultierende Verbindung der Formel (XI) aus dem Reaktionsgemisch in üblicher Weise gewonnen werden, beispielsweise durch Abdestillieren des Lösungsmittels und von überschüssigem Reagens; die resultierende Verbindung kann zweckmäßig in der nächsten Stufe ohne weitere Reinigung verwendet werden.

Das durch X² dargestellte Halogenatom in der resultierenden Verbindung der Formel (XI) kann in jegliches andere Halogenatom in üblicher Weise umgewandelt werden. Beispielsweise kann die Chlorverbindung (X² ist Chlor in der Verbindung (XI)) umgewandelt werden in die entsprechende Brom- oder Jodverbindung durch Behandeln mit einem anorganischen Bromid oder Jodid (z. B. Lithiumbromid oder Kaliumjodid) in einem organischen Lösungsmittel wie Diethylether.

Die Stufe (d) erzeugt die Phosphor-ylid-Verbindung der Formel (II) durch Reaktion der Verbindung der Formel (IX) mit einer Phosphinverbindung oder mit einem Phosphorigesäureester und einer Base in Anwesenheit eines Lösungsmittels.

Geeignete Phosphinverbindungen, die bei der Reaktion verwendet werden können, umfassen Tri(niedrigalkyl)-phosphine (wie Tributylphosphin) und Triarylphosphine (wie Triphenylphosphin). Geeignete Phosphorigesäureester-Verbindungen umfassen Tri(niedrigalkyl)-phosphite (wie Triethylphosphite) und Alkalimetallsalze von Di(niedrigalkyl)-phosphitestern, wie Natriumdimethylphosphit.

Wenn eine Phosphinverbindung verwendet wird, so ist die Base vorzugsweise eine organische Base, wie Triethylamin, Diisopropylethylamin, Pyridin oder 2,6-Lutidin. Wird andererseits ein Phosphorigesäure-diester verwendet, so ist die Base vorzugsweise ein Alkalimetallhydrid (wie Natriumhydrid) oder ein Niedrigalkyllithium (wie Butyllithium). Eine spezielle Einschränkung hinsichtlich der Natur des Lösungsmittels, das verwendet wird, besteht nicht, vorausgesetzt, daß es sich nicht nachteilig auf die Reaktion auswirkt und bevorzugte Lösungsmittel umfaßt: aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Hexan oder Cyclohexan; Ether wie Tetrahydrofuran oder Dioxan; aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol oder Toluol; und Fettsäuredialkylamide wie Dimethylformamid oder Dimethylacetamid. Die Reaktionstemperatur ist ebenfalls nicht kritisch, und im allgemeinen ist es bevorzugt, die Reaktion bei einer Temperatur von 30 bis 100°C, falls nötig in der Atmosphäre eines Inertgases, wie Stickstoff, durchzuführen. Die für die Reaktion erforderliche Zeit hängt von der Natur der Ausgangsmaterialien und von der Reaktionstemperatur ab, beträgt jedoch im allgemeinen 1 bis 50 Stunden.

Wenn die Reaktion vollständig ist, kann die gewünschte Phosphor-ylid-Verbindung aus dem Reaktionsgemisch in üblicher Weise gewonnen werden, beispielsweise folgendermaßen: Ein mit Wasser nicht mischbares organisches Lösungsmittel (wie Ethylacetat) und Wasser werden zu dem Reaktionsgemisch gefügt; die organische Schicht wird abgetrennt, mit Wasser gewaschen und mit einem Trocknungsmittel getrocknet; und anschließend wird das Lösungsmittel abdestilliert unter Bildung der gewünschten Verbindung. Diese Verbindung kann, falls gewünscht, weiter gereinigt werden in üblicher Weise, wie Umkristallisieren, präparative Dünnschichtchromatographie oder Säulenchromatographie.

Die Stufen (e) und (f) des vorstehenden Reaktionsschemas umfassen die Umwandlung der Phosphor-ylid-Verbindung der Formel (II) in die Verbindung der Formel (III) und in die Endprodukte, wie unter Methode A beschrieben.

Die 4-Acyloxyazetidin-2-on- oder 4-Sulfonylazetidin-2-on-Verbindung der Formel (VIII), die das Ausgangsmaterial für das in dem vorstehend genannten Reaktionsschema veranschaulichte Verfahren darstellt, kann beispielsweise hergestellt werden, wie in dem folgenden Reaktionsschema gezeigt:

In den vorstehenden Formeln stellt R¹² eine Carboxylschutzgruppe dar, wie eine Alkylgruppe (z. B. Methyl, Ethyl oder t-Butyl) oder eine Aralkylgruppe (z. B. Benzyl), und R¹³ stellt eine R⁷ entsprechende Hydroxyschutzgruppe dar, beispielsweise eine t-Butyldimethylsilylgruppe.

Nach dem vorstehenden Reaktionsschema wird ein bekannter 6α-Brompenicillansäureester der Formel (XV) (J. P. Clayton, J. Chem. Soc. [C], 2123 [1969]) mit Trimethyloxoniumtetrafluorborat und einer Base (wie basisches Aluminiumoxid) der Reihe nach behandelt unter Bildung der ringgeöffneten Verbindung der Formel (XVI). Diese Verbindung der Formel (XVI) wird der Reihe nach mit einem Grignard-Reagens (wie Methylmagnesiumbromid) oder mit einem Dialkyl-kupfer-lithium (wie Dimethylkupferlithium) behandelt, gefolgt von der Behandlung mit Acetaldehyd, unter Bildung der Verbindung der Formel (XVII). Alternativ wird sie zuerst mit Zink in der Anwesenheit eines Dialkylaluminiumhalogenids (wie Diethylaluminiumchlorid) unter Bildung eines Enolatanions behandelt, das anschließend mit Acetaldehyd umgesetzt wird unter Bildung der Verbindung (XVII). Die Hydroxygruppe in der 1′-Stellung der Verbindung (XVII) wird anschließend in üblicher Weise geschützt unter Bildung der Verbindung (XVIII). Diese Verbindung (XVIII) wird entweder mit Quecksilber(II)-acetat in Essigsäure behandelt und mit Kaliumpermanganat oxidiert unter Bildung eines der gewünschten Ausgangsmaterialien (VIIIa), oder sie wird mit Kaliumperjodat in Anwesenheit von Kaliumpermanganat oxidiert unter Bildung des 4-Methansulfonylazetidin-2-on (VIIIb).

Wird die Verbindung der Formel (XVII) aus der Verbindung der Formel (XVI) nach der vorstehend beschriebenen Methode hergestellt, so ist die Konfiguration der 1′-Stellung der Hydroxyethylgruppe in der 3-Stellung des Azetidinon-Rings hauptsächlich die S-Konfiguration. Wenn diese Verbindung mit einer organischen Säure in Anwesenheit von Triphenylphosphin und Diethylazodicarboxylat behandelt wird, so erhält man eine Acyloxyverbindung, worin die 1′-Stellung in der R-Konfiguration vorliegt (d. h. die Konfiguration der 1′-Stellung wurde umgekehrt). Diese Verbindung kann anschließend in die Hydroxyverbindung zurückverwandelt werden durch Behandlung mit einer Lösung eines Alkalimetallalkoxids in einem Alkohol (z. B. Natriummethoxid in Methanol) in üblicher Weise, wobei die R-Konfiguration in der 1′-Stellung beibehalten wird. Diese R-Verbindung kann anschließend im nachfolgenden Verfahren verwendet werden zur Bildung eines Endprodukts mit der R-Konfiguration.

Herstellung der Ausgangsmaterialien für die Methode B

Die Verbindung der Formel (IV), die das Ausgangsmaterial für die Methode B darstellt, kann hergestellt werden durch Reaktion eines Azetidinonderivats der Formel (XIX)

(worin R¹¹, R², R⁸, Y und A wie vorstehend definiert sind, die hergestellt werden kann nach den Methoden beschrieben in der folgenden Literatur: S. Oida, A. Yoshida, T. Hayashi, N. Takeda, T. Nishimura und E. Ohki, J. Antibiotics, 33, 107 [1980]; I. Ernest, J. Gosteli, C. W. Greengrass, W. Holick, D. E. Jackman, H. R. Pfaendler und R. B. Woodward, J. Am. Chem. Soc., 100, 8214 [1978]) mit 1 bis 4 Äquivalenten eines Halogenids der Formel (XX):

(worin R⁹ wie vorstehend definiert ist und X² ein Halogenatom, vorzugsweise Chlor oder Brom, darstellt) in Anwesenheit eines Lösungsmittels und von 1 bis 4 Äquivalenten einer organischen Base. Das so erhaltene Produkt kann gewonnen werden und gegebenenfalls in üblicher Weise weiter gereinigt werden.

Die Verbindungen gemäß der Erfindung erwiesen sich als ausgezeichnet antibakteriell wirksam gegen einen weiten Bereich pathogener Mikroorganismen. Nach der Agarplatten-Verdünnungsmethode wurde eine ausgezeichnete antibakterielle Wirksamkeit gegen sowohl gram-positive Mikroorganismen (wie Staphylococcus aureus und Bacillus subtilis) als auch gegen gram-negative Mikroorganismen (wie Escherichia coli, Shigella flexneri, Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris und Pseudomonas aeruginosa) demonstriert. Die minimalen Hemmkonzentrationen der (5R,6S)-2-(2-Amino-1-methyl ethylthio)-6[(R)-1-hydroxyethyl]-penem-3-carbonsäure (Verbindung A) und der u. a. aus der US-PS 41 68 314 bekannten (5R,6S)-2-(2- Aminoethylthio)-6[(R)-1-hydroxyethyl]-penem-3-carbonsäure (Verbindung B) sind (in µg/ml) in der folgenden Tabelle gegen zahlreiche Mikroorganismen aufgetragen.

Es ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Verbindung eine wesentlich bessere Aktivität aufweist als die bekannte Verbindung, selbst wenn die Aktivität der bekannten Verbindung selbst äußerst gut ist. Darüber hinaus tötete bei intravenöser Injektion der Verbindungen A und B an Mäuse die Verbindung B diese bei einer Dosis von 500 bis 1000 mg/kg, wohingegen die Verbindung A keine nachteilige Auswirkung bei einer Dosis von 1000 mg/kg aufwies, was eine wesentlich schwächere Toxizität zeigt.

Daher können die erfindungsgemäßen Verbindungen zur Behandlung von Erkrankungen verwendet werden, die durch viele pathogene Mikroorganismen bewirkt werden. Zu diesem Zweck können die erfindungsgemäßen Verbindungen oral verabreicht werden (d. h. in der Form von Tabletten, Kapseln, Granulaten, Pulvers oder Sirups) oder parenteral (z. B. durch intravenöse Injektion oder intramuskuläre Injektion). Die Dosis kann mit dem Alter, dem Körpergewicht und dem Zustand des Patienten sowie mit dem Verabreichungsweg und der Verabreichungsart variieren, wobei die Verbindungen gemäß der Erfindung im allgemeinen in einer täglichen Dosis von 250 bis 3000 mg für Erwachsene entweder als Einzeldosis oder in Form von unterteilten Dosierungen verabreicht werden kann.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen wird weiter durch die folgenden Beispiele erläutert; und die Herstellung bestimmter Ausgangsmaterialien, die in diesen Beispielen verwendet werden, wird in den folgenden Herstellungen weiter veranschaulicht:

Beispiel 1 (Ausgangsmaterial) (3S,4R)-3[(R)-1-t-Butyldimethylsilyloxyethyl]-4-[1-methyl-2-p- nitrobenzyloxycarbonylaminoethylthio(thiocarbonyl)]-(thioazetidin- 2-on

168 mg (0,59 mMol) 1-Methyl-2-(p-nitrobenzyloxycarbonylamino)-ethanthiol wurden zu einer Lösung von 12,5 mg (0,57 mMol) metallischem Natrium in 4 ml Methanol bei -10°C gefügt, und das Gemisch wurde 5 Minuten gerührt. 45 mg (0,59 mMol) Schwefelkohlenstoff wurden zu der resultierenden Lösung bei der gleichen Temperatur gefügt, gefolgt von 10minütigem Rühren. Anschließend wurden 154 mg (0,54 mMol) (3R,4R)-4-Acetoxy-3[(R)-1-t-butyl dimethylsilyloxyethyl]-azetidin-2-on (dessen Herstellung s. nachstehende Herstellungen 1 bis 6) zu der Lösung bei der gleichen Temperatur gefügt. Die Badtemperatur wurde langsam auf 0°C während etwa 1 Stunde angehoben. Nach beendeter Reaktion wurde die Reaktionslösung durch Zusatz eines Tropfens Essigsäure leicht sauer gemacht, mit Ethylacetat verdünnt, mit gesättigter wäßriger Lösung von Natriumchlorid gewaschen und getrocknet. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels wurde der resultierende Rückstand einer Säulenchromatographie durch 10 g Siliziumdioxidgel unterzogen, eluiert mit 10 bis 15% Vol./Vol. Lösung von Ethylacetat in Benzol unter Bildung von 237 mg (Ausbeute 77%) des gewünschten Produkts in Form eines gelben Öls.

Elementaranalyse auf C₂₃H₃₅N₃O₆S₃Si:
berechnet: C = 48,14; H = 6,15; N = 7,32; S = 16,76%;
gefunden: C = 48,35; H = 6,11; N = 7,14; S = 16,59%.

Infrarotabsorptionsspektrum (CHCl₃) ν _max cm⁻¹: 3460, 3420, 1780, 1735.

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (CDCl₃) δ ppm:
In den folgenden Spektren bedeuten s = Singulett, d = Dublett, t = Triplett, m = Multiplett:
0,08 (6H, s); 0,85 (9H, s); 1,15 (3H, d, J=6 Hz); 1,34 (3H, d, J=7 Hz); 3,13 (1H, t, J=3 Hz); 3,43 (2H, t, J=7 Hz); ∼4,2 (2H, m); 5,16 (2H, s); 5,38 (1H, breites s, J=7 Hz); 5,62 (1H, d, J=3 Hz); 6,9 (1H, breites s); 7,50 (2H, d); 8,23 (2H, d).

Beispiel 2 (Ausgangsmaterial) (3S,4R)-3[(R)-1-t-Butyldimethylsilyloxyethyl]-1-[1-hydroxy-1- (p-nitrobenzyloxycarbonyl)-methyl]-4-[1-methyl-2-p-nitrobenzyl oxycarbonylaminoethylthio(thiocarbonyl)]-thioazetidin-2-on

Ein Gemisch von 230 mg (0,40 mMol) (3S,4R)-3-[(R)-1-t-Butyldi methylsilyloxyethyl]-4-[1-methyl-2-p-nitrobenzyloxycarbonyl aminoethylthio(thiocarbonyl)]-thioazetidin-2-on, 182 mg (0,80 mMol) p-Nitrobenzylglyoxylat-hydrat und 5 ml Benzol wurden 10 Stunden unter Rückfluß erwärmt. Nach beendeter Reaktion wurde das Lösungsmittel abdestilliert und der resultierende Rückstand wurde einer Säulenchromatographie durch 10 g Siliziumdioxidgel, eluiert mit 7 bis 10% Vol./Vol. Lösung von Ethylacetat in Benzol, unterzogen unter Bildung von 234 mg (Ausbeute 75%) des gewünschten Produkts in Form eines gelben Öls.

Elementaranalyse auf C₃₂H₄₂N₄O₁₁S₄Si:
berechnet: C = 49,09; H = 5,41; N = 7,16; S = 12,28%;
gefunden: C = 49,23; H = 5,38; N = 7,02; S = 12,05%.

Infrarotabsorptionsspektrum (CHCl₃) ν _max cm⁻¹: 3530, 3450, 1782, 1760, 1736.

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (CDCl₃) δ ppm:
0,05 (3H, s); 0,08 (3H, s); 0,85 (9H, s); 1,18 (3H, d, J=6 Hz); 1,36 (3H, d, J=7 Hz); 3,4 (3H, m); 4,2 (3H, m); 5,1-5,7 (6H, m); 6,2 (1H, m); 7,50 (2H, d); 7,55 (2H, d); 8,23 (4H, d).

Beispiel 3 (Ausgangsmaterial) (3S,4R)-3-[(R)-1-t-Butyldimethylsilyloxyethyl]-4-[1-methyl-2-p- nitrobenzyloxycarbonylaminoethylthio(thiocarbonyl)]-thio-1-[1(p- nitrobenzyloxycarbonyl)-triphenylphosphoranylidenmethyl]-azetidin- 2-on

In 5 ml Tetrahydrofuran wurden 223 mg (0,285 mMol) (3S,4R)-3- [(R)-1-t-Butyldimethylsilyloxyethyl]-1-[1-hydroxy-1-(p-nitro benzyloxycarbonyl)-methyl]-4-[1-methyl-2-p-nitrobenzyloxycarbo nylaminoethylthio(thiocarbonyl)-]-thioazetidin-2-on gelöst. Zu der resultierenden Lösung wurden nacheinander 34 mg (0,31 mMol) 2,6-Lutidin und 37 mg (0,31 mMol) Thionylchlorid bei -15°C gefügt. Das Gemisch wurde bei dieser Temperatur 15 Minuten gerührt. Nach der Zugabe von weiteren 60 ml (0,56 mMol) 2,6-Lutidin und 183 mg (0,70 mMol) Triphenylphosphin wurde das Gemisch bei 65°C in einem Stickstoffstrom 35 Stunden gerührt. Nach beendeter Reaktion wurde das Gemisch mit Ethylacetat verdünnt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert, und der resultierende Rückstand wurde einer Säulenchromatographie durch 10 g Siliziumdioxidgel, eluiert mit 15-20% Vol./Vol. Lösung Ethylacetat in Benzol, unterzogen unter Bildung von 159 mg (Ausbeute 54%) des gewünschten Produkts als gelbes Öl.

Elementaranalyse auf C₅₀H₅₅N₄O₁₀PS₃Si:
berechnet: C = 58,46; H = 5,40; N = 5,45; P = 3,01%;
gefunden: C = 58,19; H = 5,51; N = 5,28; P = 2,86%.

Infrarotabsorptionsspektrum (CHCl₃) ν _max cm⁻¹: 3450, 1760, 1734, 1623.

Beispiel 4 (Ausgangsmaterial) p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-6-[(R)-1-t-butyldimethylsilyloxyethyl]- 2-(1-methyl-2-p-nitrobenzyloxycarbonylaminoethylthio)-penem- 3-carboxylat und sein (5S)-Isomeres

Ein Gemisch von 155 mg (3S,4R)-3-[(R)-1-t-Butyldimethylsilyloxy ethyl]-4-[1-methyl-2-p-nitrobenzyloxycarbonylaminoethylthio- (thiocarbonyl)]-thio-1-[1-(p-nitrobenzyloxycarbonyl)-triphenyl phosphoranylidenmethyl]-azetidin-2-on, 10 mg Hydrochinon und 15 ml Xylol wurde unter Rückfluß bei 130°C in einem Stickstoffstrom 7,5 Stunden erwärmt. Nach beendeter Reaktion wurde das Lösungsmittel unter verringertem Druck abdestilliert und der resultierende Rückstand wurde einer präparativen Dünnschichtchromatographie an Siliziumdioxidgel unterzogen, entwickelt mit 3 : 1-Vol.-Gemisch Benzol und Äthylacetat, unter Bildung von 81 mg (Ausbeute 73%) des gewünschten Produkts und 16 mg (Ausbeute 14%) seines (5S)-Isomeren in Form von Ölen. Beide erhaltenen Produkte erwiesen sich im NMR als 1 : 1-Gemische der Stereoisomeren aufgrund der asymmetrischen Kohlenstoffatome der Substituenten in der 2-Stellung.

Elementaranalyse auf C₃₂H₄₀N₄O₁₀S₂Si:
berechnet: C = 52,44; H = 5,50; N = 7,65; S = 8,75%;
gefunden (5R)-Isomeres: C = 52,69; H = 5,44; N = 7,38; S = 8,51%.
gefunden (5S)-Isomeres: C = 52,55; H = 5,67; N = 7,37; S = 8,54%.

Infrarotabsorptionsspektrum (CHCl₃) ν _max cm⁻¹: 3460, 1798, 1735, 1700 (Schulter) - (5R)
3450, 1798, 1735, 1700 (Schulter) - (5S)

Ultraviolettabsorptionsspektrum (Tetrahydrofuran) λ _max nm:
265 (ε, 25 900), 340 (ε, 10 500) - (5R)
265 (ε, 25 400), 336 (ε, 9900) - (5S)

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (CDCl₃) δ ppm:
(5R)-Isomeres:
0,03, 0,06 (6H, s); 0,83 (9H, s); 1,23 (3H, d, J=6 Hz); 1,3 (3H, m); 3,45 (3H, m); 3,71, 3,73 (1H, doppeltes d, J=4 und 2 Hz); 4,2 (2H, m); 5,18 (1H, d, J=14,5 Hz); 5,17 (2H, s); ∼5,4 (1H, m); 5,38 (1H, d, J=14,5 Hz); 5,61 (1H, breites s); 7,48 (2H, d); 7,60 (2H, d) 8,16 (4H, d).
(5S)-Isomeres:
0,12 (6H, s); 0,88 (9H, s); 1,40 (6H, d, J=6 Hz); 3,5 (3H, m); 3,87 (1H, doppeltes d, J=10 und 4 Hz); ∼4,4 (2H, m); 5,16 (2H, s); ∼5,3 (1H, m); 5,22 (1H, d, J=14,5 Hz); 5,42 (1H, d, J=14,5 Hz); 5,61, 5,68 (1H, 1 : 1, d, J=4 Hz); 7,47 (2H, d); 7,61 (2H, d); 8,18 (4H, d).

Beispiel 5 (Ausgangsmaterial) p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-6[(R)-1-hydroxyethyl]-2-[1-methyl-2-(p- nitrobenzyloxycarbonylamino)-ethylthio]-penem-3-carboxylat

Ein Gemisch von 80 mg (0,109 mMol) p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-6- [(R)-1-t-butyldimethylsilyloxyethyl]-2-[1-methyl-2-(p-nitrobenzyl oxycarbonylamino)-ethylthio]-penem-3-carboxylat, 65 mg (1,09 mMol) Essigsäure, 114 mg (0,437 mMol) Tetrabutylammoniumfluorid und 4,5 ml Tetrahydrofuran wurden bei Raumtemperatur 24 Stunden stehengelassen. Am Ende dieser Zeit wurde das Gemisch mit Ethylacetat verdünnt und nacheinander mit Wasser und einer wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat gewaschen. Nach dem Trocknen des Gemischs wurde das Lösungsmittel abdestilliert, und der kristalline Rückstand wurde mit Ethylacetat gewaschen unter Bildung von 18 mg (Ausbeute 27%) des gewünschten Stereoisomeren A vom Fp. 195-198°C. Die Waschlösungen wurden konzentriert und einer Dünnschichtchromatographie an Siliziumdioxidgel, entwickelt mit 3 : 1-Vol.-Gemisch Ethylacetat und Chloroform, unterzogen, unter Bildung von 32 mg (Ausbeute 47%) eines Öls, das ein anderes Stereoisomeres B als die Hauptkomponente enthielt.

Die physikalischen Daten des kristallinen Isomeren A sind im folgenden aufgeführt:

Elementaranalyse auf C₂₆H₂₆N₄O₁₀S₂:
berechnet: C = 50,48; H = 4,24; N = 9,06; S = 10,37%;
gefunden: C = 50,33; H = 4,18; N = 9,13; S = 10,19%.

Infrarotabsorptionsspektrum (Nujol) ν _max cm⁻¹: 3450, 3290, 1775, 1690.

Spez. Drehung [α] = +92,4° (c = 0,38, Tetrahydrofuran).

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (heptadeuteriertes Dimethylformamid) δ ppm:
1,32 (3H, d, J=6 Hz); 1,42 (3H, d, J=6,5 Hz); ∼3,5 (3H, m); 3,95 (1H, doppeltes d, J=7 und 1,5 Hz); 4,2 (2H, m); 5,28 (2H, s); 5,37 (1H, d, J=14,5 Hz); 5,65 (1H, d, J=14,5 Hz); 5,85 (1H, d, J=1,5 Hz); 7,69 (2H, d); 7,81 (2H, d); 8,27 (4H, d).

Im folgenden ist das kernmagnetische Resonanzspektrum (heptadeuteriertes Dimethylformamid) des öligen Isomeren B angegeben; δ ppm:
1,32 (3H, d, J=6 Hz); 1,46 (3H, d, J=6,5 Hz); 3,95 (1H, doppeltes d, J=7 und 1,5 Hz); ∼4,2 (2H, m); 5,28 (2H, m); 5,37 (1H, d, J=14,5 Hz); 5,65 (1H, d, J=14,5 Hz); 5,87 (1H, d, J=1,5 Hz); 7,69 (2H, d); 7,81 (2H, d); 8,27 (4H, d).

Beispiel 6 (5R,6S)-2-(2-Amino-1-methylethylthio)-6-[(R)-1-hydroxyethyl]- penem-3-carbonsäure

46 mg p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-2-[1-methyl-2-(p-nitrobenzyloxy carbonylamino)-ethylthio]-6-[(R)-1-hydroxyethyl]-penem-3-carboxylat (ein 1 : 1-Gemisch der Stereoisomeren A und B) (hergestellt in Beispiel 5) wurden in einem Gemisch von 4 ml Tetrahydrofuran und 4 ml einer 0,1 m-Phosphatpufferlösung (pH 7,1) gelöst. 120 mg 10% Gew./Gew. Palladium auf Kohle wurden zugesetzt, und anschließend wurde das Gemisch unter einer Atmosphäre von Wasserstoff 5,5 Stunden gerührt. Am Ende dieser Zeit wurde das Reaktionsgemisch filtriert, und der Katalysator wurde mit 4 ml der genannten Phosphatpufferlösung gewaschen. Das Filtrat und die Waschlösungen wurden vereint und mit Ethylacetat gewaschen. Die wäßrige Schicht wurde auf etwa 4 ml bei Raumtemperatur unter verringertem Druck konzentriert und einer Chromatographie unter Verwendung von 15 ml Diaion HP20AG® (einem Produkt der Mitsubishi Chemical Industries Co., Ltd.) chromatographiert, eluiert mit 4-5% Vol./Vol. Gemisch Aceton in Wasser. Die Fraktionen wurden gesammelt und lyophilisiert unter Bildung von 11,5 mg (Ausbeute 51%) des gewünschten Produkts als Pulver.

Ultraviolettabsorptionsspektrum (H₂O) λ _max nm: 254 (ε, 4900), 322 (ε, 6500).

Infrarotabsorptionsspektrum (KBr) ν _max cm⁻¹: 3400 (breit), 1767, 1585.

Spez. Drehung [α] = +120° (c = 0,54, H₂O).

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (D₂O)-Tetramethylsilan wurde als äußerer Standard verwendet - δ ppm:
1,31 (3H, d, J=6 Hz); 1,42, 1,46 (3H, 1 : 1, d, J=7 Hz); 2,8-3,8 (3H, m); 3,96 (1H, doppeltes d, J=6 und 1,5 Hz); 4,3 (1H, m); 5,69, 5,72 (1H, 1 : 1, d, J=1,5 Hz).

Beispiel 7 (5R,6S)-2-(2-Amino-1-methylethylthio)-6-[(R)-1-hydroxyethyl]- penem-3-carbonsäure

p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-6-[(R)-1-hydroxyethyl]-2-[1-methyl-2-(p- nitrobenzyloxycarbonylamino)-ethylthio]-penem-3-carboxylat (kristallines Isomeres A), das in Beispiel 5 erhalten worden war, wurde einer Reduktion unterzogen nach der gleichen Arbeitsweise wie in Beispiel 6 zur Entfernung der Schutzgruppe und zur Bildung der gewünschten Aminosäure in einer Ausbeute von 53%.

Ultraviolettabsorptionsspektrum (H₂O) λ _max nm: 251 (5200), 320 (6000).

Infrarotabsorptionsspektrum (KBr) ν _max cm⁻¹: 3400, 1770, 1580.

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (D₂O) δ ppm:
1,31 (3H, d, J=6 Hz); 1,42 (3H, d, J=7 Hz); 2,8-3,8 (3H, m); 3,96 (1H, doppeltes d, J=6 und 1,5 Hz); 4,3 (1H, m); 5,69 (1H, d, J=1,5 Hz).

Beispiel 8 (Ausgangsmaterial) (3S,4R)-3-[(R)-1-t-Butyldimethylsilyloxyethyl]-4-[(R)-1-methyl- 2-(p-nitrobenzyloxycarbonylamino)-ethylthio-(thiocarbonyl)]- thioazetidin-2-on

Zu einer Lösung von 518 mg (22,5 mMol) Natrium in 100 ml Methanol wurden bei -10°C 6,61 g (23,1 mMol) (R)-1-Methyl-2-(p-nitrobenzyl oxycarbonylamino)-ethanthiol gefügt. Das Gemisch wurde 5 Minuten gerührt, und anschließend wurden 1,76 g (23,1 mMol) Schwefelkohlenstoff zugesetzt, und es wurde weitere 10 Minuten gerührt. 6,46 g (22,5 mMol) (3R,4R)-4-Acetoxy-3-[(R)-1-t-butyldimethylsilyloxyethyl]-azetidin-2--on wurden anschließend bei der gleichen Temperatur zugesetzt, worauf die Badtemperatur während 1 Stunde auf 0°C angehoben wurde. Man fügte anschließend etwa 300 mg Essigsäure zu und das Reaktionsgemisch wurde mit Ethylacetat verdünnt und mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid gewaschen. Nach dem Trocknen der Lösung wurde das Lösungsmittel unter verringertem Druck abdestilliert und der Rückstand wurde durch Säulenchromatographie (200 g Siliziumdioxidgel), eluiert mit einer 10% Vol./Vol. Lösung von Ethylacetat in Benzol, gereinigt, wobei man 10,8 g (84%) der gewünschten Verbindung in der Form eines gelben Öls erhielt.

Elementaranalyse auf C₂₃H₅₅O₆S₃Si::
berechnet: C = 48,14; H = 6,15; N = 7,32; S = 16,76%;
gefunden: C = 48,22; H = 6,12; N = 7,18; S = 16,55%.

Infrarotabsorptionsspektrum (CHCl₃) ν _max cm⁻¹: 3460, 3420, 1780, 1735.

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (CDCl₃) δ ppm:
0,08 (6H, s); 0,85 (9H, s); 1,15 (3H, d, J=6 Hz); 1,34 (3H, d, J=7 Hz); 3,13 (1H, t, J=3 Hz); 3,43 (2H, t, J=7 Hz); etwa 4,2 (2H, m); 5,16 (2H, s); 5,38 (1H, breites t, J=7 Hz); 5,62 (1H, d, J=3 Hz); 6,9 (1H, breites s); 7,50 (2H, d); 8,23 (2H, d).

Beispiel 9 (Ausgangsmaterial) (3S,4R)-3[(R)-1-t-Butyldimethylsilyloxyethyl]-1-[1-hydroxy-1- (p-nitrobenzyloxycarbonyl)-methyl]-4-[(R)-1-methyl-2-(p-nitro benzyloxycarbonylamino)-ethylthio-(thiocarbonyl))-thioazetidin- 2-on

10,8 g (18,8 mMol) (3S,4R)-3-[(R)-1-t-Butyldimethylsilyloxyethyl]- 4-[(R)-1-methyl-2-(p-nitrobenzyloxycarbonylamino)-ethylthio- (thiocarbonyl)]-thioazetidin-2-on und 8,53 g (37,6 mMol) p-Nitrobenzylglyoxylat-hydrat wurden in 100 ml Benzol 20 Stunden unter Rückfluß gehalten. Nach beendeter Reaktion wurde das Lösungsmittel unter verringertem Druck abdestilliert und der Rückstand wurde durch Säulenchromatographie (150 g Siliziumdioxidgel) gereinigt, wobei zuerst eluiert wurde mit einer 15 Vol./Vol. Lösung von Aceton in Hexan, was etwas unverändertes Ausgangsmaterial (1,62 g, 15%) ergab und anschließend eluiert wurde mit einer 30% Vol./Vol. Lösung von Aceton in Hexan, was die gewünschte Verbindung (12,6 g, 85%) in der Form eines gelben Öls ergab.

Elementaranalyse auf C₃₂H₄₂N₄O₁₁S₃Si:
berechnet: C = 49,09; H = 5,41; N = 7,16; S = 12,28%;
gefunden: C = 49,15; H = 5,38; N = 6,91; S = 12,07%.

Beispiel 10 (Ausgangsmaterial) (3S,4R)-3-[(R)-1-t-Butyldimethylsilyloxyethyl]-4-[(R)-1-methyl- 2-(p-nitrobenzyloxycarbonylamino)-ethylthio-(thiocarbonyl)-]thio- 1-[1-(p-nitrobenzyloxycarbonyl)-triphenylphosphoranylidenmethyl]- azetidin-2-on

Zu einer Lösung von 12,6 g (16,1 mMol) (3S,4R)-3-[(R)-1-6-Butyl dimethylsilyloxyethyl]-1-[1-hydroxy-1-(p-nitrobenzyloxycarbonyl)- methyl)-4-[(R)-1-methyl-2-(p-nitrobenzyloxycarbonylamino)-ethyl thio-(thiocarbonyl)]-thioazetidin-2-on in 150 ml Tetrahydrofuran wurden bei -15°C der Reihe nach 2,00 g (18,7 mMol) 2,6-Lutidin und 2,11 g (17,7 mMol) Thionylchlorid gefügt und das Gemisch wurde bei der gleichen Temperatur 15 Minuten gerührt. 3,45 g (32,2 mMol) 2,6-Lutidin und 12,6 g (48,1 mMol) Triphenylphosphin wurden anschließend zugesetzt, und das Gemisch wurde bei 65°C unter einem Stickstoffstrom während weiterer 35 Stunden gerührt. Nach beendeter Reaktion wurde das Reaktionsgemisch mit Ethylacetat verdünnt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter verringertem Druck abdestilliert, und der Rückstand wurde gereinigt durch Säulenchromatographie (250 g Siliziumdioxidgel), eluiert mit einer 15-20% Vol./Vol. Lösung von Ethylacetat in Benzol, wodurch man 10,9 g (66%) der gewünschten Verbindung in der Form eines gelben Öls erhielt.

Elementaranalyse auf C₅₀H₅₅N₄O₁₀PS₃Si:
berechnet: C = 58,46; H = 5,40; N = 5,45; S = 3,01%;
gefunden: C = 58,59; H = 5,22; N = 5,33; S = 2,95%.

Infrarotabsorptionsspektrum (CHCl₃) n _max cm⁻¹: 3450, 1760, 1734, 1623.

Beispiel 11 (Ausgangsmaterial) p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-6-[(R)-1-t-butyldimethylsilyloxyethyl]- 2-[(R)-1-methyl-2-(p-nitrobenzyloxycarbonylamino)-ethylthio]- penem-3-carboxylat und sein (5S)-Isomeres

9,90 g (3S,4R)-3-[(R)-1-t-Butyldimethylsilyloxyethyl]-4-[(R)- 1-methyl-2-(p-nitrobenzyloxycarbonylamino)-ethylthio-(thiocarbo nyl)]-thio-1-[1-(p-nitrobenzyloxycarbonyl)-triphenylphosphoranyli denmethyl]-azetidin-2-on und 570 mg Hydrochinon wurden in 1000 ml Xylol bei 127-130°C unter einem Stickstoffstrom 13,5 Stunden erwärmt. Nach beendeter Reaktion wurde das Lösungsmittel unter verringertem Druck abdestilliert, und der Rückstand wurde durch Säulenchromatographie durch 150 g Siliziumdioxidgel gereinigt, wobei zuerst eluiert wurde mit einer 5% Vol./Vol. Lösung von Ethylacetat in Benzol, was zu dem cis-Isomeren führte ((5S,6S)-Isomeres, 1,60 g, 23%) in der Form eines Öls; worauf mit 5-10 Vol./Vol. Lösung Ethylacetat in Benzol eluiert wurde, was zu dem trans-Isomeren ((5R,6S)-Isomeres, 5,24 g, 74%) führte, das aus Benzol umkristallisiert wurde, unter Bildung des reinen Produkts vom Fp. 163-164°C.

Elementaranalyse auf C₃₂H₄₀N₄O₁₀S₂Si:
berechnet: C = 52,44; H = 5,50; N = 7,65; S = 8,75%;
gefunden (trans-Isomeres): C = 52,70; H = 5,39; N = 7,43; S = 8,55%.
gefunden (cis-Isomeres): C = 52,58; H = 5,44; N = 7,41; S = 8,52%.

Infrarotabsorptionsspektren:
trans-Isomeres (KBr) ν _max cm⁻¹: 3400 (breit), 1785, 1735, 1690;
cis-Isomeres (CHCl₃) ν _max cm⁻¹: 3450, 1798, 1735, 1700 (Schulter).
Spez. Drehung [α] = +29,6° (c = 0,47, CHCl₃) (trans-Isomeres).

Kernmagnetische Resonanzspektren (CDCl₃) δ ppm:
trans-Isomeres:
0,03, 0,06 (6H, s); 0,83 (9H, s); 1,23 (3H, d, J=6 Hz); etwa 1,3 (3H, m); 3,45 (3H, m); 3,71 (1H, doppeltes d, J=4 und 1,5 Hz); 4,2 (2H, m); 5,17 (2H, s); 5,18 (1H, d, J=14,5 Hz); 5,38 (1H, d, J=14,5 Hz); etwa 5,4 (1H, m); 5,61 (1H, d, J=1,5 Hz); 7,48 (2H, d); 7,60 (2H, d); 8,16 (4H, d).
cis-Isomeres:
0,12 (6H, s); 0,88 (9H, s); 1,40 (6H, d, J=6 Hz); etwa 3,5 (3H, m); 3,87 (1H, doppeltes d, J=10 und 3,5 Hz); etwa 4,4 (2H, m); 5,16 (2H, s); etwa 5,3 (1H, m); 5,22 (1H, d, J=14,5 Hz); 5,42 (1H, d, J=14,5 Hz); 5,61 (1H, d, J=3,5 Hz); 7,47 (2H, d); 7,61 (2H, d); 8,18 (4H, d).

Beispiel 12 (Ausgangsmaterial) p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-6-[(R)-1-hydroxyethyl]-2-[(R)-1-methyl-2- (p-nitrobenzyloxycarbonylamino)-ethylthio]-penem-3-carboxylat

Eine Lösung von 3,39 g (4,63 mMol) p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-6- [(R)-1-t-butyldimethylsilyloxyethyl]-2-[(R)-1-methyl-2-(p-nitro benzyloxycarbonylamino)-ethylthio]-penem-3-carboxylat, 2,78 g (46 mMol) Essigsäure und 3,62 g (13,9 mMol) Tetrabutylammoniumfluorid in 66 ml Tetrahydrofuran wurde bei Raumtemperatur 15 Stunden gerührt. Nach beendeter Reaktion wurde das Reaktionsgemisch mit Ethylacetat verdünnt und gewaschen, der Reihe nach mit Wasser und einer wäßrigen Lösung von Natriumcarbonat. Das Lösungsmittel wurde unter verringertem Druck abdestilliert, und der resultierende kristalline Rückstand wurde aus Ethylacetat umkristallisiert, unter Bildung von 1,98 g der gewünschten Verbindung vom Fp. 158-160°C. Das Filtrat wurde einer Säulenchromatographie unterzogen, wodurch man weitere 0,36 g Kristalle der gewünschten Verbindung vom Fp. 158-160°C erhielt. Die Gesamtausbeute betrug 2,43 g (82%).

Das kernmagnetische Resonanzspektrum der Verbindung stimmte voll mit dem des Isomeren B von Beispiel 5 überein.

Elementaranalyse auf C₂₆H₂₆N₄O₁₀S₂:
berechnet: C = 50,48; H = 4,24; N = 9,06; S = 10,37%;
gefunden: C = 50,42; H = 4,19; N = 8,95; S = 10,33%.

Infrarotabsorptionsspektrum (KBr) ν _max cm⁻¹: 3520, 3330, 1780, 1710.

Spez. Drehung [α] = +70,0° (c = 0,47, Dimethylformamid).

Beispiel 13 (5R,6S)-2-[(R)-2-Amino-1-methylethylthio]-6-[(R)-1-hydroxyethyl]- penem-3-carbonsäure

Eine Lösung von 2,19 g p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-6-[(R)-1-hydroxy ethyl]-2-[(R)-1-methyl-2-(p-nitrobenzyloxycarbonylamino)-ethyl thio]-penem-3-carboxylat in 200 ml Tetrahydrofuran und 200 ml 0,1 m-Phosphatpufferlösung (pH 7,1) wurde unter einem Wasserstoffstrom 5 Stunden in der Anwesenheit von 4 g 10% Gew./Gew. Palladium auf Kohle gerührt. Nach beendeter Reaktion wurde das Reaktionsgemisch filtriert, der Katalysator wurde mit 50 ml 0,1 m-Phosphatpufferlösung gewaschen, und das Filtrat und die Waschlösungen wurden vereinigt. Die Lösung wurde zweimal mit Ethylacetat gewaschen, und anschließend wurde die wäßrige Schicht auf etwa 200 ml durch Verdampfen bei Raumtemperatur unter verringertem Druck konzentriert. Das Konzentrat wurde durch Säulenchromatographie (Diaion HP20AG®, 50 ml) gereinigt, eluiert mit einer 5% Vol./Vol. Lösung von Aceton in Wasser, und das Eluat wurde lyophilisiert. Die so erhaltene pulverförmige Substanz wurde erneut chromatographiert, wodurch man 604 mg (56%) der gewünschten Verbindung in der Form eines farblosen Pulvers erhielt.

Infrarotabsorptionsspektrum (KBr) ν _max cm⁻¹: 3400 (breit), 1775, 1580.

Spez. Drehung [α] = +143,4° (c = 0,47; H₂O).

(Kernmagnetisches Resonanzspektrum (D₂O) δ ppm:
1,31 (3H, d, J=6 Hz); 1,46 (3H, d, J=7 Hz); 3,1-3,8 (3H, m); 3,96 (1H, doppeltes d, J=6 und 1,5 Hz); 4,26 (1H, m); 5,69 (1H, d, J=1,5 Hz).

Beispiel 14 (Ausgangsmaterial) p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-6-[(R)-1-t-butyldimethylsilyloxyethyl]-2- [(R)-1-methyl-2-(p-nitrobenzyloxycarbonylamino)-ethylthio]-penem- 3-carboxylat

Eine Lösung von 374 mg (0,48 mMol) (3S,4R)-3[(R)-1-t-Butyldimethyl silyloxyethyl]-4-[(R)-1-methyl-2-(p-nitrobenzyloxycarbonylamino)- ethylthio-(thiocarbonyl)]-thio-1-(p-nitrobenzyloxyoxalyl)-azetidin-2--on (dessen Herstellung s. nachstehende Herstellung 7) und 475 mg (3,83 mMol) Trimethylphosphit in 40 ml Dioxan wurde bei 75°C unter einem Stickstoffstrom 91 Stunden gerührt. Das Lösungsmittel wurde unter verringertem Druck abdestilliert, und der Rückstand wurde durch präparative Dünnschichtchromatographie gereinigt, eluiert mit einem 1 : 2-Vol.-Gemisch von Benzol und Ethylacetat und anschließend weiter gereinigt durch präparative Dünnschichtchromatographie, eluiert mit einem 8 : 1-Vol.-Gemisch von Chloroform und Ethylacetat, wobei man 92 mg (26%) der gewünschten Verbindung erhielt. Die Verbindung wurde aus Benzol umkristallisiert, wobei man die reine Substanz vom Fp. 163-164°C erhielt. Die physikalisch-chemischen Daten der Verbindung standen in voller Übereinstimmung mit denen der in Beispiel 11 erhaltenen Verbindung.

Herstellung 1 (3S,4R)-3-[(S)-1-Hydroxyethyl]-1-(1-methoxycarbonyl-2-methyl prop-1-enyl)-4-methylthioazetidin-2-on

In 20 ml Tetrahydrofuran wurden 1,96 g (6,38 mMol) (3S,4R)-3- Brom-1-(1-methoxycarbonyl-2-methylprop-1-enyl)-4-methylthioazetidin--2-on und 843 mg (3 Äquivalente) Acetaldehyd gelöst. Die resultierende Lösung wurde zu einer Lösung von 625 mg (1,5 Äquivalente) Zink und 6,68 ml (1,5 Äquivalente, 15% Gew./Vol. Hexanlösung) Diethylaluminiumchlorid in 15 ml Tetrahydrofuran unter Rühren bei 15 bis 20°C während 40 Minuten gefügt, und anschließend wurde das Gemisch eine weitere Stunde gerührt. Das Gemisch wurde mit Wasser und Ethylacetat nacheinander verdünnt. Die gebildete weiße Ausfällung wurde abfiltriert unter Verwendung einer Celite-Filterhilfe, und das Filtrat wurde mit Ethylacetat extrahiert. Der Extrakt wurde in üblicher Weise behandelt unter Bildung von 2,05 g Rohprodukt in Form eines Öls, das einer Säulenchromatographie durch Siliziumdioxidgel (etwa 30 g), entwickelt mit einem 5 : 1-Vol.-Gemisch von Chloroform und Ethylacetat, unterzogen wurde unter Bildung von 1,04 g (Ausbeute 60%) des gewünschten Produkts als farbloses Öl. Das Produkt war ein 4 : 1-Gemisch von Isomeren mit den 1′S- und 1′R-Konfigurationen der Seitenkette in der 3-Stellung.

Elementaranalyse auf C₁₂H₁₉O₄NS:
berechnet: C = 52,74; H = 6,96; N = 5,13; S = 11,72%;
gefunden: C = 52,81; H = 7,21; N = 5,43; S = 11,78%.

Infrarotabsorptionsspektrum (flüssiger Film) ν _max cm⁻¹: 3450, 1760, 1710, 1380, 1360, 1225.

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (CDCl₃) δ ppm:
1′S-Isomere:
1,30 (3H, d, J=6 Hz); 1,93 (3H, s); 2,05 (3H, s); 3,14 (1H, doppeltes d, J=6 und 3 Hz); 3,72 (3H, s); 4,12 (1H, m); 4,92 (1H, d, J=3 Hz).
1′R-Isomere:
1,26 (3H, d, J=6 Hz); 1,93 (3H, s); 2,05 (3H, s); 2,16 (3H, s); 3,14 (1H, doppeltes d, J=6 und 3 Hz); 3,72 (3H, s); 4,12 (1H, m); 5,04 (1H, d, J=3 Hz).

Herstellung 2 (3S,4R)-3-[(R)-1-Benzoyloxyethyl]-1-(1-methoxycarbonyl-2-methyl prop-1-enyl)-4-methylthioazetidin-2-on

In 2 ml Tetrahydrofuran wurden 105 (0,38 mMol) (3S,4R)-3-[(S)- 1-Hydroxyethyl]-1-(1-methoxycarbonyl-2-methylprop-1-enyl)-4- methylthioazetidin-2-on, 201 mg (2 Äquivalente) Triphenylphosphin und 94 mg (2 Äquivalente) Benzoesäure gelöst. Zu der resultierenden Lösung wurde nach und nach eine Lösung von 134 mg (2 Äquivalente) Diethylazodicarboxylat in 1 ml Tetrahydrofuran bei 20°C während 10 Minuten gefügt, und anschließend wurde das Gemisch bei der gleichen Temperatur 1,5 Stunden gerührt. Das Lösungsmittel wurde anschließend abdestilliert, und der Rückstand wurde in 3 ml eines 6 : 1-Vol.-Gemischs von Benzol und Ethylacetat gelöst und in einem Kühlschrank stehengelassen. Die resultierende Ausfällung wurde abfiltriert und das Filtrat wurde der Dünnschichtchromatographie, entwickelt mit einem 5 : 1-Vol.-Gemisch von Benzol und Ethylacetat, unterzogen unter Bildung von 119 mg (Ausbeute 82%) des gewünschten Produkts als ein Öl, das eine geringe Menge des 1′S-Isomeren enthielt.

Elementaranalyse auf C₁₉H₂₃NO₅S:
berechnet: C = 60,48; H = 6,10; N = 3,71; S = 8,49%;
gefunden: C = 59,20; H = 6,36; N = 3,52; S = 8,68%.

Infrarotabsorptionsspektrum (flüssiger Film) ν _max cm⁻¹: 1765, 1720, 1380, 1360, 1270.

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (CDCl₃) δ ppm:
Hauptprodukt (1′R-Isomeres):
1,49 (3H, d, J=6 Hz); 1,95 (3H, s); 2,03 (3H, s); 2,17 (3H, s); 3,33 (1H, doppeltes d, J=7 und 3 Hz); 3,74 (3H, s); 5,14 (1H, d, J=3 Hz); 5,63 (1H, doppeltes Quartett, J=7 und 6 Hz); 7,54 (3H, m); 8,10 (2H, m).
Nebenprodukt (1′S-Isomeres):
1,52 (3H, d, J=6 Hz); 1,95 (3H, s); 2,03 (3H, s); 2,17 (3H, s); 3,33 (1H, doppeltes d, J=7 und 3 Hz); 3,74 (3H, s); 4,96 (1H, d, J=3 Hz); 5,63 (1H, doppeltes Quartett, J=7 und 6 Hz); 7,54 (3H, m); 8,10 (2H, m).

Herstellung 3 (3S,4R)-3-[(R)-1-Hydroxyethyl]-1-(1-methoxycarbonyl-2-methylprop- 1-enyl)-4-methylthioazetidin-2-on

91 mg (0,24 mMol) (3S,4R)-3-[(R)-1-Benzoyloxyethyl]-1-(1-methoxy carbonyl-2-methylprop-1-enyl)-4-methylthioazetidin-2-on wurden in 1 ml Methanol gelöst. Zu der resultierenden Lösung wurde eine Lösung von 7,17 mg (0,31 mMol) Natrium in 0,65 ml Methanol bei 0°C gefügt, und anschließend wurde das Gemisch bei Raumtemperatur (18-20°C) während 5 Stunden gerührt. Nach beendeter Reaktion wurde das Gemisch durch Zugabe von Essigsäure leicht sauer gemacht, mit 20 ml Ethylacetat verdünnt und mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen des Gemischs wurde das Lösungsmittel abdestilliert. Der resultierende Rückstand wurde einer präparativen Dünnschichtchromatographie an Siliziumdioxidgel, entwickelt mit einem 2 : 1-Vol.-Gemisch von Benzol und Ethylacetat, unterzogen unter Bildung von 50 mg (Ausbeute 74,4%) des reinen Produkts als Öl, das sich durch kernmagnetische Resonanzspektroskopie als ein etwa 4 : 1-Gemisch des 1′R- und 1′S-Isomeren erwies.

Elementaranalyse auf C₁₂H₁₉NO₄S:
berechnet: C = 52,74; H = 6,96; N = 5,13; S = 11,72%;
gefunden: C = 53,03; H = 7,33; N = 4,68; S = 11,39%.

Infrarotabsorptionsspektrum (flüssiger Film) ν _max cm⁻¹: 3450 (breit), 1750, 1720.

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (CDCl₃) δ ppm:
Hauptprodukt (1′R-Isomeres):
1,26 (3H, d, J=6 Hz); 1,93 (3H, s); 2,05 (3H, s); 2,15 (3H, s); 3,10 (1H, doppeltes d, J=6 und 3 Hz); 3,72 (3H, s); 4,23 (1H, doppeltes Quartett, J=6 und 6 Hz); 5,03 (1H, d, J=3 Hz).
Nebenprodukt (1′S-Isomeres):
1,29 (3H, d, J=6 Hz); 1,93 (3H, s); 2,05 (3H, s); 2,15 (3H, s); 3,10 (1H, doppeltes d, J=6 und 3 Hz); 3,72 (3H, s); 4,23 (1H, doppeltes Quartett, J=6 und 6 Hz); 4,90 (1H, d, J=3 Hz).

Herstellung 4 (3S,4R)-3-[(R)-1-t-Butyldimethylsilyloxyethyl]-1-(1-methoxycarbo nyl-2-methylprop-1-enyl)-4-methylthioazetidin-2-on

In 110 ml Dimethylformamid wurden 5,69 g (20,8 mMol) des Gemischs, das als Hauptkomponente (3S,4R)-3[(R)-1-Hydroxyethyl]-1-(1-meth oxycarbonyl-2-methylprop-1-enyl)-4-methylthioazetidin-2-on enthielt, das erhalten worden war in der Herstellung 3, und 2,54 g (37,3 mMol) Imidazol gelöst. Zu der resultierenden Lösung wurden 53,33 g (35,3 mMol) t-Butyldimethylchlor-silan bei 0°C gefügt, und anschließend wurde das Gemisch bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Nach beendeter Reaktion wurde das Gemisch mit 200 ml Benzol verdünnt und mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen des Gemischs wurde das Lösungsmittel abdestilliert, und der resultierende Rückstand wurde einer Säulenchromatographie am 10fachen seines Volumens von Siliziumdioxidgel, eluiert mit einem 10 : 1-Vol.-Gemisch von Benzol und Ethylacetat, unterzogen unter Bildung von 7,95 g (Ausbeute 94%) des gewünschten Produkts als farbloses Öl, während 370 mg (Ausbeute 6%) des Ausgangsmaterials wiedergewonnen wurden. Das Produkt erwies sich durch kernmagnetische Resonanzspektroskopie als ein etwa 4 : 1-Gemisch der Isomeren mit der 1′R- und 1′S-Konfiguration an der Seitenkette in der 3-Stellung.

Elementaranalyse auf C₁₈H₃₃NO₄SSi:
berechnet: C = 55,81; H = 8,53; N = 3,62; S = 8,29%;
gefunden: C = 55,44; H = 8,70; N = 3,42; S = 8,45%.

Infrarotabsorptionsspektrum (flüssiger Film) ν _max cm⁻¹: 1760, 1720.

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (CDCl₃) δ ppm:
Hauptprodukt (1′R-Isomeres):
0,10 (6H, s); 0,84 (9H, s); 1,23 (3H, d, J=6 Hz); 1,92 (3H, s); 2,05 (3H, s); 2,16 (3H, s); 3,05 (1H, doppeltes d, J=5 und 3 Hz); 3,71 (3H, s); 4,23 (1H, m); 5,09 (1H, d, J=3 Hz).
Nebenprodukt (1′S-Isomeres):
0,10 (6H, s); 0,84 (9H, s); 1,28 (3H, d, J=6 Hz); 1,92 (3H, s); 2,05 (3H, s); 2,16 (3H, s); 3,20 (1H, m); 3,71 (3H, s); 4,23 (1H, m); 4,96 (1H, d, J=3 Hz).

Herstellung 5 (3R,4R)-4-Acetoxy-3-[(R)-1-t-butyldimethylsilyloxyethyl]-1-(1- methoxycarbonyl-2-methylprop-1-enyl)-azetidin-2-on

In 38 ml Essigsäure wurden 3,85 g (9,95 mMol) des Produkts, das als Hauptkomponente (3S,4R)-3-[(R)-1-t-Butyldimethylsilyloxy ethyl]-1-(1-methoxycarbonyl-2-methylprop-1-enyl)-4-methylthioazetidi-n-2-on enthielt, erhalten in der Herstellung 4, und 5,08 g (15,9 mMol) Quecksilber(II)-acetat gelöst. Die Lösung wurde unter einem Stickstoffstrom bei einer Badtemperatur von 95-100°C während 20 Minuten gerührt. Nach beendeter Reaktion wurde die Essigsäure unter verringertem Druck abdestilliert. Zu dem resultierenden weißen Rückstand wurde auf einmal ein etwa 1 : 1-Vol.-Gemisch von Wasser und Ethylacetat gefügt, und anschließend wurde das Gemisch gerührt. Die Ethylacetatschicht wurde abgetrennt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert, und der resultierende Rückstand wurde einer Säulenchromatographie durch 30 g Siliziumdioxidgel, eluiert mit einem 5 : 1-Vol.-Gemisch von Benzol und Ethylacetat, unterzogen unter Bildung von 3,50 g (Ausbeute 88%) des gewünschten Produkts in Form eines Öls, von dem es sich durch kernmagnetische Resonanzspektroskopie zeigte, daß es eine geringe Menge des Isomeren der 1′S-Konfiguration an der Seitenkette in der 3-Stellung enthielt.

Elementaranalyse auf C₁₉H₃₃NO₆Si:
berechnet: C = 57,14; H = 8,27; N = 3,51%;
gefunden: C = 56,80; H = 8,44; N = 3,29%.

Infrarotabsorptionsspektrum (flüssiger Film) n _max cm⁻¹: 1780, 1755, 1725.

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (CDCl₃) δ ppm:
Hauptprodukt (1′R-Isomeres):
0,10 (6H, s); 0,90 (9H, s); 1,32 (3H, d, J=6 Hz); 1,94 (3H, s); 2,06 (3H, s); 2,22 (3H, s); 3,23 (1H, doppeltes d, J=6 und 1,5 Hz); 3,80 (3H, s); 4,26 (1H, m); 6,32 (1H, d, J=1,5 Hz).
Nebenprodukt (1′S-Isomeres):
0,10 (6H, s); 0,90 (9H, s); 1,34 (3H, d, J=6 Hz); 1,94 (3H, s); 2,06 (3H, s); 2,22 (3H, s); 3,34 (1H, m); 3,80 (3H, s); 4,26 (1H, m); 6,25 (1H, d, J=1,5 Hz).

Herstellung 6 (3R,4R)-4-Acetoxy-3-[(R)-1-t-butyldimethylsilyloxyethyl]-azetidin- 2-on

In 300 ml Aceton wurden 3 g (7,5 mMol) des Produkts, das als Hauptkomponente (3R,4R)-4-Acetoxy-3-[(R)-1-t-butyldimethylsilyloxy ethyl]-1-(1-methoxycarbonyl-2-methylprop-1-enyl)-azetidin-2-on, erhalten in der Herstellung 5, enthielt, gelöst. Zu der Lösung wurde eine Lösung von 6,43 g (30,1 mMol) Natriummetaperjodat und 120 g Kaliumpermanganat in einem Gemisch von 150 ml Wasser und 150 ml einer 0,1 m-Phosphatpufferlösung (pH 7,02) bei etwa 18°C während 30 Minuten gefügt, und anschließend wurde das Gemisch 4 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach beendeter Reaktion wurde die gebildete Ausfällung abfiltriert, und etwa 25 ml der vorstehenden Pufferlösung wurden zu dem Filtrat gefügt, um seinen pH-Wert auf 6,8 einzustellen. Das Aceton wurde bei einer niedrigeren Temperatur unter verringertem Druck abdestilliert, und der Rückstand wurde mit Benzol extrahiert. Die Benzolschichten wurden gesammelt und getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert unter Bildung eines kristallinen Feststoffs, der aus Hexan umkristallisiert wurde unter Bildung von 0,934 g (43,3%) des gewünschten Produkts in Form von Nadeln vom Fp. 104-106°C.

Elementaranalyse auf C₁₃H₂₅O₄NSi:
berechnet: C = 54,32; H = 8,77; N = 4,87%;
gefunden: C = 54,04; H = 8,79; N = 4,71%.

Infrarotabsorptionsspektrum (Nujol) ν _max cm⁻¹: 3175, 1783, 1743.

Spez. Drehung [α] = +48,8° (c = 0,41, CHCl₃).

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (CDCl₃) δ ppm:
0,07 )6H, s); 0,88 (9H, s); 1,25 (3H, d, J=6,5 Hz); 2,13 (3H, s); 3,20 (1H, doppeltes d, J=3,5 und 1,5 Hz); 4,3 (1H, m); 5,98 (1H, d, J=1,5 Hz); 7,24 (1H, breit).

Herstellung 7 (3S,4R)-3-[(R)-1-t-Butyldimethylsilyloxyethyl]-4-[(R)-1-methyl-2- (p-nitrobenzyloxycarbonylamino)-ethylthio-(thiocarbonyl)]-thio-1- (p-nitrobenzyloxyoxalyl)-azetidin-2-on

Zu einer Lösung von 326 mg (0,57 mMol) (3S,4R)-3-[(R)-1-t-Butyl dimethylsilyloxyethyl]-4[(R)-1-methyl-2-(p-nitrobenzyloxycarbo nylamino)-ethylthio-(thiocarbonyl)]-thioazetidin-2-on (erhalten in Beispiel 8) und 172 mg (1,70 mMol) Triethylamin in 10 ml Methylenchlorid, gekühlt auf -10°C, wurden unter Rühren unter einem Stickstoffstrom 416 mg (1,71 mMol) p-Nitrobenzyloxyoxalylchlorid gefügt. Das Gemisch wurde bei der gleichen Temperatur 25 Minuten gerührt, und 10 ml einer Phosphatpufferlösung (pH 7) wurden zugesetzt. Das Gemisch wurde mit Chloroform extrahiert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Nachdem das Lösungsmittel unter verringertem Druck abgedampft worden war, wurde der Rückstand durch Säulenchromatographie durch 5 g Siliziumdioxidgel, eluiert mit einem 15 : 1-Vol.-Gemisch von Benzol und Ethylacetat, gereinigt, wodurch man 385 mg (87%) der gewünschten Verbindung in Form eines Öls erhielt.

Infrarotabsorptionsspektrum (CHCl₃) ν _max cm⁻¹: 1815, 1760, 1720, 1607, 1511.

Kernmagnetisches Resonanzspektrum (CDCl₃) δ ppm:
0,10 (6H, s); 0,83 (9H, s); 1,21 (3H, d, J=6 Hz); 1,43 (3H, d, J=7 Hz); 3,2-3,7 (3H, m); 4,0-4,6 (2H, m); 5,13 (2H, s); 5,34 (2H, s); 6,70 (1H, d, J=4 Hz); 7,43 (2H, d); 7,50 (2H, d); 8,13 (2H, d); 8,17 (2H, d).

Claims

1. (5R,6S)-2-(2-Amino-1-methylethylthio)-6[(R)-1-hydroxy ethyl]-penem-3-carbonsäure, deren Pivaloyloxymethylester und deren pharmazeutisch brauchbare Salze.

2. Verfahren zur Herstellung der (5R,6S)-2-(2-Amino-1- methylethylthio)-6[(R)-1-hydroxyethyl]-penem-3-carbonsäure, von deren Pivaloyloxymethylester und von deren pharmazeutisch brauchbaren Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise eine Phosphorylidverbindung der allgemeinen Formel (II) worin
R⁷ eine 1-Acyloxyethyl-, eine 1-Alkylsulfonyloxyethyl-, eine 1-Arylsulfonyloxyethyl- oder eine 1-Trialkylsilyloxyethylgruppe darstellt;
R⁸ eine Aminoschutzgruppe bedeutet;
R⁹ eine geschützte Carboxygruppe bedeutet;
Z⊕ eine trisubstituierte Phosphoniogruppe oder eine diveresterte Phosphonogruppe, begleitet von einem Kation, darstellt und
R² für Wasserstoff steht und A eine 1-Methylethylengruppe bedeutet;
erwärmt, unter Bildung einer Verbindung der allgemeinen Formel (III) worin R², R⁷, R⁸, R⁹ und A wie vorstehend definiert sind, und diese Verbindung der allgemeinen Formel (III) einer Reaktion unterzieht, ausgewählt aus:

3. Verfahren zur Herstellung der (5R,6S)-2-(2-Amino-1-methyl ethylthio)-6[(R)-1-hydroxyethyl]-penem-3-carbonsäure, von deren Pivaloyloxymethylester und von deren pharmazeutisch brauchbaren Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise ein Azetidin-2-on-Derivat der allgemeinen Formel (IV) worin
R¹¹ eine 1-Hydroxyethylgruppe bedeutet oder die in Anspruch 2 für R⁷ angegebene Bedeutung besitzt,
Y ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom darstellt,
R⁸ eine Aminoschutzgruppe bedeutet,
R² und A die in Anspruch 2 angegebene Bedeutung besitzen und
R⁹ eine geschützte Carboxylgruppe darstellt,
mit einem Phosphorigesäuretriester oder einem Phosphorigesäuretriamid umsetzt und gegebenenfalls das resultierende Produkt einer Reaktion unterzieht, ausgewählt aus der Gruppe von:

4. Pharmazeutische Zusammensetzung, enthaltend die (5R,6S)- 2-(2-Amino-1-methylethylthio)-6[(R)-1-hydroxyethyl]-penem-3-carbonsä-ure, deren Pivaloyloxymethylester oder eines ihrer pharmazeutisch brauchbaren Salze als Wirkstoff.