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Verfahren zur Herstellung von 6-[D(-)-α- (2-p-Aminosulf-
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anilino-4-hydrohy-5-pyrimidinyl)-ureido# -α-(4-hydroxyphenyl)-acetamido-penam-3-carbonsäure
und ihrer Salze Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 6-[D(-)-α-#(2-p-Aminosulfanilino-4-hydroxy-5-pyrimidinyl)-ureido#
-α-(4-hydrohyphenyl)-acetamido# -penam-3-carbonsäure und ihrer Salze, speziell
ihrer pharmakologisch verträglichen Salze. Diese Verbindung besitzt die folgende
Formel
Die Verbindung der Formel I sowie pharmakologisch verträgliche
Salze davon haben, bei geringer Toxizität, ein sehr breites antibakterielles Spektrum
sowohl gegen grampositive, als auch gegen gramnegative Keime, insbesondere gegen
Pseudomonas-, Klebsiella-, E.coli-, Enterobacter- und Proteus-Arten.
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Die Verbindung der Formel I sowie ihre pharmakologisch verträglichen
Salze werden durch das Europäische Patent Nr.
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O 003 814 beschrieben.
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Gemäß dieser Patentschrift läßt sich die Verbindung der Formel I wie
folgt darstellen: Methode A: Durch Umsetzung von Amoxycillin der Formel
mit einem 2- 2-(p-Aminosulfanilino)-4-hydroxy-5-substituiertenpyrimidin der allgemeinen
Formel
wobei B die Gruppe -NCO oder ein reaktives Derivat der Gruppe -NHCOOH
bedeutet, wie z.B. die Gruppen -NHCOCl, -NHCOBr,
wobei die Gruppe -NHCOCl besonders bevorzugt ist.
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Eine weitere bevorzugte Verbindung ist das dem Isocyanat der Formel
III isomere Tetrahydro-oxazolo-pyrimidin der Formel
Methode B: Durch Umsetzung der 6-Amino-penicillansäure der Formel
mit dem D D(-)- - -L(2-p-Aminosulfanilino-4-hydroxy-5-pyrimidinyl)
-ureidoj- O( - <4-hydroxy) -phenylglycin der Formel
oder mit einem reaktiven Derivat davon.
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Gemäß der obengenannten Europäischen Patentschrift werden beide Umsetzungen
ln Anwesenheit eines oder mehrerer unter den Reaktionsbedingungen inerter Lösungsmittel,
wie Wasser, Isopropanol, Aceton, Tetrahydrofuran, Acetonitril, Dimethylformamid,
Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, Diäthyläther, Toluol, Methylenchlorid, Chloroform,
Äthylacetat und Methylisobutylketon durchgeführt, wobei der pH-Wert der Reaktionsmischung
zwischen 6,5 und 8,0 gehalten wird.
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Nach erfolgter Umsetzung wird das Reaktionsmedium rasch mit Mineralsäure,
z.B. Salzsäure, angesäuert und die gebildete Verbindung der Formel I entweder durch
Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise Äthylacetat, Methylenchlorid
oder Methylisobutylketon oder durch Filtration getonnen.
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Die Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel wie Äthylacetat,
Methylenchlorid oder Methylisobutylketon stellt für die meisten Verbindungen dieser
Patentschrift das Mittel der Wahl dar. Im speziellen Fall der Verbindung der Formel
I, welche sehr schwer löslich ist, scheiden diese bei der Isolierung von B-Lactam-Antibiotica
gebräuchlichen Lösungsmittel
für eine praxisgerechte Durchführung
des Herstellungsverfahrens jedoch aus. Die Verbindung der Formel I wäre demnach
als Festprodukt zu isolieren. Hierbei werden aber, da die Verbindung der Formel
I in sehr feinkristalliner Form anfällt, lange Filtrier- oder Zentrifugierzeiten
benötigt, während derer die Verbindung der Formel I dem sauren Milieu ausgesetzt
bleibt. Diese letztgenannte Tatsache führt, besonders bei der Herstellung -größerer
Mengen der Verbindung der Formel I, zu einem Produkt, das, in Abhängigkeit vom Faktor
Zeit und vom pH-Wert, mehr oder weniger stark durch Beiprodukte, die durch die Spaltung
des ß-Lactamringes entstehen, verunreinigt sein kann.
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Die Überführung der Verbindung der Formel I in ein pharmakologisch
verträgliches Salz, z.B. in das Natrium-Salz, läßt sich beispielweise erreichen
durch Zugabe einer äquimolaren Menge Natronlauge zu einer wäßrigen Suspension der
Verbindung der Formel I. Hierbei können ebenfalls Verunreinigungen, hervorgerufen
durch ß-Lactam-Ringspaltung, auftreten.
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Eine weitere Herstellungsmöglichkeit für das Natriumsalz besteht in
der Umsetzung der Verbindung der Formel I mit dem Natrium-Salz einer höheren Fettsäure,
z.B. Natrium-äthylhexanoat, in einem organischen Lösungsmittel. Während diese Herstellweise
für fast alle in der europäischen Patentschrift 0 003 814 genannten Verbindungen
mit gutem Erfolg durchführbar ist, ist sie im vorliegenden Fall aus Löslichkeitsgründen
begrenzt.
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Die Verbindung der Formel I löst sich in ausreichender Menge nur in
wenigen, sehr polaren Lösungsmitteln wie z.B. Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid.
Diese Lösungsmittel werden jedoch an das gebildete Natriumsalz stark gebunden und
sind auch durch anschließende Lyophylisation einer wäßrigen Lösung des Produkts
nur schwierig zu entfernen.
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Alle Versuche, eine Reinigung der Verbindung I bzw. von deren Natriumsalz
durch Anwendung eines in der organischen Chemie gebräuchlichen Arbeitsschrittes
zu erreichen, waren für eine großtechnische Herstellung unbefriedigend, sie führten
auf Grund der Instabilität des 8-Lactam-Rings zu mehr oder weniger stark verunreinigten
Produkten.
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Es gelang nun überraschenderweise, ein unkompliziertes Verfahren zur
Herstellung der Verbindung der Formel I oder ihrer pharmakologisch verträglichen
Salze in hoher Reinheit und hoher Ausbeute zu finden. Dieses verbesserte Verfahren
liefert Produkte, die die oben genannten Nachteile nicht mehr aufweisen.
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Dieses Verfahren besteht darin, daß 1.) die Verbindung der Formel
1 durch Extraktion mit Methylacetat schonend und rasch aus der Reaktionsmischung
isoliert wird, da sie in Methylacetat Uberraschenderweise unter den gegebenen Bedingungen
löslich ist; und daß 2.) das Natriumsalz der Verbindung der Formel I durch Zugabe
von Natriumacetat direkt aus dem so gewonnenen Methylacetat-Extrakt in hoher Reinheit
und hoher Ausbeute ausgefällt wird.
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Beide Schritte erfolgen auf eine für die technische Durchführung des
Verfahrens günstige und einfache Weise.
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Die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen Zwischenprodukte
sind bekannt oder werden gemäß den in dem Europäischen Patent 003 814 beschriebenen
Wegen synthetisiert. Das Verfahren wird zweckmäßigerweise so durchgeführt, daß die
nach Methode (A) oder (B) erhaltene Reaktionsmischung mit Methylacetat überschichtet
und unter Rühren rasch mit wäßriger Mineralsäure, z.B. Salzsäure, auf einen pH-Wert
von 2,5 bis 4,0, vorzugsweise 2,9, gestellt wird.
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Dabei werden Temperaturen von -20° bis +300C, vorzugsweise +100C,
eingehalten.
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Die organische Phase wird abgetrennt und durch Zugabe eines Trockenmittels,
z.B. von wasserfreiem Natriumsulfat, bis auf einen Wassergehalt von 8 - 3 %, vorzugsweise
6 %, getrocknet.
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Zu dieser Lösung wird das Natriumsalz einer organischen Säure, vorzugsweise
der Essigsäure oder der 2-Äthyl-hexansäure, gelöst in einem Alkohol-Wasser-Gemisch,
gegeben, wobei das Natriumsalz der Verbindung der Formel I in sehr reiner Form auskristallisiert.
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Die Reinheit des Produkts kann durch die verschiedenen Analysenmethoden,
wie IR- und NMR-Spektroskopie, Hochdruckflüssigkeits- und Dünnschichtchromatographie
sowie auf Grund ihrer mikrobiologischen Wirksamkeit bestimmt werden.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Beispielen erläutert.
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Beispiel 1 1.) 5- (Chlorocarbonylamino) -4-hydroxy-2- (p-aminosulfonylanilino)-pyrimidin
zu einer auf 4°C gekühlten Suspension von 14,0 g (0,05 Mol) 5-Amino-4-hydroxy-2-(p-aminosulfanilino)-pyrimidin
in 400 ml absolutem Tetrahydrofuran werden 60 ml einer 10 %igen Lösung von Phosgen
in Tetrahydrofuran gegeben. Man rührt die Reaktionsmischung zunächst 6 Stunden bei
4°C und läßt dann innerhalb weiterer 9 Stunden die Temperatur auf 200C ansteigen.
Anschließend wird noch 1 Stunde zum Rückfluß erhitzt, abgekühlt, das kristalline
Produkt abgesaugt, mit Tetrahydrofuran gewaschen und getrocknet.
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Ausbeute: 15,8 g (92 % der Theorie), Fp.: > 300°C C1lH1OClN504S
(343,75) Ber.: C 38,43 H 2,93 N 20,37 Cl 10,31 S 9,32 Gef.: 38,13 2,81 20,14 10,59
9,22 2.) 6-[D(-)-α- #(2-p-Aminosulfanilino-4-hydroxy-5-pyrimidinyl) ureidos
-1-(4-hydroxyphenyl)-acetamido7-penam-3-carbonsäure Zu einer Suspension von 10,9
g (0,026 Mol) Amoxycillin-Trihydrat in 350 ml eines Wasser-Methylacetat-Gemischs
@@@@@ mit @@@@@ man bei 10°C unter kräftigem Rühren
wird
mit einem Gemisch von 25 ml äthanol, 25 ml Athylacetat, 35 ml Methylacetat und 8
ml Wasser versetzt (Lösung 2).
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Man legt Lösung 1 vor und läßt unter kräftigem Rühren innerhalb von
20 Minuten Lösung 2 zutropfen. Der pH der Reaktionsmischung soll nach beendeter
Zugabe 7 be-0 tragen. Es wird 15 Minuten auf 35°C erwärmt, auf 20 C abgekühlt und
noch weitere 15 Minuten gerührt. Das ausgeschiedene Natriumsalz wird abgesaugt,
mit 50 mml Methylacetat gewaschen, erneut in 30 ml Methylacetat aufgeschlämmt und
abgesaugt. Durch Lypholilisieren einer wäßrigen Lösung wird das gewünschte Produkt
in reiner Form erhalten.
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Ausbeute: 13,6 g (75 % der Theorie) -1 IR-Spektrum: 1765, 1660, 1610,
1540 cm NMR-Spektrum (DMSO + CD30D), Signale bei ppm: 1,55 (6H); 4,05 (1H); 5,4
(q, 2H); 5,5 (s, lH); 6,8 (d, 2H); 7,3 (2H); 7,6 (2H); 7,95 (2H); 8,3 (s, 1H).
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Beispiel 2 1.) 1-Hydro-5-(p-aminosulfanilino)-oxazolon5,4-d7pyrimidin-2-on
Zu einer Suspension von 22,5 (0,08 Mol) 5-Amino-4-hydroxy-2-(p-aminosulfanilino)-pyrimidin
in 800 ml absolutem Tetrahydrofuran werden 60,6 ml (0,32 Mol) N,N-Diäthyltrimethylsilylamin
gegeben und die Reaktionsmischung 0,5 Stunden zum Rückfluß erhitzt.
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Man destilliert das Lösungsmittel und überschüssiges Silylierungsmittel
im Vakuum ab, löst den verbleibenden Rückstand in 400 ml Tetrahydrofuran und kühlt
auf 50C ab.
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Diese Lösung wird zu einer auf 20C gekühlten Lösung von 7,9 g (0,08
Mol) Phosgen in 400 ml Tetrahydrofuran getropft. Man läßt 0,5 Stunden bei 20C und
anschließend 1 Stunde ohne Außenkühlung nachreagieren.
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Die Reaktionsmischung wird im Vakuum zur Trockene eingedampft, der
Rückstand mit 200 ml eines Acetonitril-Wasser-Gemisches (98+2, V+V) versetzt und
2 Stunden bei 200C gerührt. Die ausgefallene Substanz wird abgesaugt, mit 1,7 1
absolutem Tetrahydrofuran versetzt und vom Ungelösten abfiltriert.
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Das Filtrat wird im Vakuum weitgehend eingeengt, das ausgefallene
kristalline Produkt abgesaugt, mit Tetrahydrofuran gewaschen und getrocknet.
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Ausbeute: 13,2 g (54 % der Theorie) Fp: ) 3000C.
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C11H9N504S (307,30) Ber.: C 43,00 H 2,95 N 22,79 S 10,44 Gef.: 42,86
3,14 22,87 10,29 2.) D (-) - <-2-p-Aminosulfanilino-4-hydroxy-5-pyrimidinyl)
-ureido7- <jC-(4-hydroxy) -phenylglycin Eine Suspension von 18 g (0,108 Mol)
p-Hydroxyphenylglycin in einem Gemisch von 800 ml Tetrahydrofuran und 120 ml Wasser
wird bei 5°C mit 110 ml 1n-Natronlauge in Lösung gebracht (pH 10,9).
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Danach werden innerhalb von 15 Minuten 29,9 g (0,097 Mol) 1-Hydro-5-(p-aminosulfanilino)-oxazolog,4-d,7pyrimidin-2-on
portionsweise zugegeben, wobei der pH-Wert auf 8,8 absinkt.
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Nach Entfernung der Außenkühlung läßt man noch 20 Minuten nachreagieren
und filtriert.
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Das klare Filtrat wird 2,5 Stunden bei 200C gerührt, wobei sich das
Natriumsalz der gewünschten Verbindung abscheidet.
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Das Reaktionsgemisch wird mit 600 ml Tetrahydrofuran versetzt, das
kristalline Produkt abgesaugt, mit Tetrahydrofuran und dann mit Äther gewaschen
und getrocknet.
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Das so erhaltene Natriumsalz wird in 750 ml Wasser suspendiert. Man
stellt die Suspension unter kräftigem Rühren mit 2n-Salzsäure auf pH 2,3, rührt
15 Minuten nach, saugt ab, wäscht mit Wasser und trocknet.
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Ausbeute: 34 g (74 % der Theorie) C19H18N6O7S (474,45) Ber.: C 48,10
H 3,80 N 17,72 S 6,75 Gef.: 48,22 3,96 17,51 6,64 3.) 6-[D(-)-α- #(2-p-Aminosulfanilino-4-hydroxy-5-pyrimi
dinyl)-ureido} -xt-(4-hydroxyphenyl)-acetamid-penam-3-carbonsäure Zu einer Suspension
von 23,7 g (0,11 Mol) 6-Aminopenicillansäure in 200 ml Methylenchlorid werden bei
200C 14,6 g (0,2 Mol) Diäthylamin gegeben, wobei Lösung eintritt.
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Man tropft unter EiskUhlung 21,7 g (0,2 Mol) Trimethylchlorsilan
zu, rührt die leicht trübe Reaktionsmischung 1 Stunde bei 200C und kühlt dann auf
-350C ab (Lösung 1).
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47,4 g (0,1 Mol) D(-)" 2-p-Aminosulfanilino-4-hydroxy-5-pyrimidinyl)-ureido]-
«,-(4-hydroxy)-phenylglycin werden in einem Gemisch von 200 ml Methylenchlorid und
300 ml Dimethylformid in L~sung gebracht. Nach Yugabe von 10,2 g (0,1 Mol) N-Methylmorpholin
rührt man 0,5 Stunden bei 20 C, kühlt auf -350C ab, gibt 9,5 ml (0,1 Mol) Chlorameisensäureäthylester
zu und läßt 10 Minuten nachreagieren (Lösung 2).
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Lösung 1 wird rasch zu Lösung 2 gegeben, wobei die Temperatur bei
-350C gehalten wird. Man rührt weitere 0,5 Stunden bei -35 0C und läßt dann nach
Entfernen der Außenkühlung die Temperatur auf 200C ansteigen.
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Die Reaktionslösung wird unter Rühren in ein Gemisch von 2 1 Wasser
und 2 1 Methylacetat gegossen und der pH-Wert der Wasserphase durch Zugabe von In-Natronlauge
auf 7,0 gestellt. Nach Abtrennung der organischen Phase wird noch 3 mal mit je 2,5
1 Methylacetat extrahiert, die wäßrige Phase mit 2 l Methylacetat überschichtet,
auf 5°C abgekühlt und mit 1n-Slzsäure unter Rührern auf pH 2,9 gestellt. Die organische
Schicht wird abgetrennt und die Wasserphase noch 1 mal mit 1 1 Methylacetat extrahiert.
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Man wäscht die vereinigten organischen Phasen mit 1,5 1 Wasser, trocknet
15 Minuten mit 1,2 kg Natriumsulfat bis auf einen Wassergehalt von 6 % und saugt
dann ab. Aus dem klaren Filtrat wird analog Beispiel 1 das Natriumsalz der gewünschten
Verbindung unter Verwendung von Natriumacetat gefällt.