DE3610581C2

DE3610581C2 -

Info

Publication number: DE3610581C2
Application number: DE3610581A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Kyoto Jp Hamashima; Koji Nara Jp Ishikura; Kyoji Ikoma Nara Jp Minami; Tadatoshi Habikino Osaka Jp Kubota; Tadashi Osaka Jp Yoshida
Original assignee: Shionogi and Co Ltd
Current assignee: Shionogi and Co Ltd
Priority date: 1985-03-29
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1993-04-01
Also published as: ES553426A0; GR860838B; GB2173194A; DE3610581A1; SU1581223A3; IT8667257A0; GB8607855D0; KR870001983B1; SU1575941A3; BE904517A; IT1191997B; AU580855B2; JPH0588715B2; IL78301A; SU1556541A3; NL192926C; CA1269655A; ES8801922A1; NL8600804A; FR2579597B1

Description

Die Erfindung betrifft 7β-[2-(2-Amino-4-thiazolyl)-2-alkenoylamino]-3-cephem-4-carbonsäureest-er der im Patentanspruch 1 definierten allgemeinen Formel I

Anspruch 2 betrifft bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel I. Anspruch 3 betrifft die Verwendung der Verbindungen gemäß Anspruch 1 und 2 als oral agglizierbare Antibiotika.

Einige der freien Säuren der Verbindungen der allgemeinen Formel I und ähnliche Verbindungen sind in der JP-OS 57-93 582 beansprucht. Pharmakologisch verträgliche Ester sind jedoch dort nicht beschrieben.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I sind Antibiotika mit Wirkung gegen aerobe und anaerobe Bakterien. Sie eignen sich insbesondere zur peroralen Gabe. Ein charakteristisches Merkmal der Verbindungen der allgemeinen Formel I ist ihre Wirkung gegen gram-positive und gram-negative Bakterien, ihre sehr hohe enterale Resorptionsquote und ihre Verteilung im Gewebe und ihre Sekretion.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I mit einer Amino-Schutzgruppe sind brauchbar als Zwischenprodukte zur Herstellung der Antibiotika der allgemeinen Formel I.

Beide geometrischen Isomeren an der Doppelbindung in der 7-Seitenkette sind Antibiotika. Das Isomer mit der Amidogruppe und der Gruppe R¹ in cis-Stellung ist stärker aktiv. Das trans-Isomer ist auch brauchbar als Abgangsmaterial zur Herstellung des cis-Isomers.

Die Herstellung der Verbindungen der Erfindung wird nachstehend erläutert.

1) Amidierung

Das Amin der allgemeinen Formel II oder sein reaktionsfähiges Derivat wird mit der Carbonsäure der allgemeinen Formel III oder dessen reaktionsfähigem Derivat in an sich bekannter Weise zu einer Verbindung der allgemeinen Formel I oder dessen Derivat umgesetzt:

Typische Beispiele für reaktionsfähige Derivate des Amins der allgemeinen Formel II haben eine 7-Aminogruppe, die aktiviert ist durch eine Silylgruppe (z. B. eine Trimethylsilyl-, Methoxydimethylsilyl- oder tert.-Butyldimethylsilylgruppe), eine Stannylgruppe (z. B. eine Trimethylstannylgruppe), eine Alkylengruppe (als Teil eines Enamins der Aminogruppe (z. B. ein Aldehyd, Aceton, Acetylaceton, Acetatessigsäureester, Acetoacetonitril, Acetoacetoanilid, Cyclopentandion, Acetylbutyrolakton), eine Alkylidengruppe (z. B. eine 1-Halogenalkyliden-, 1-Halogenaralkyliden-, 1-Alkoxyalkyliden-, 1-Alkoxyaralkyliden-, 1-Alkoxy-1-phenoxyalkyliden-, Alkyliden- oder Aralkylidengruppe), eine Säure (als Salz der Aminogruppe, z. B. mit einer Mineralsäure, einer Carbonsäure oder einer Sulfonsäure), eine leicht abspaltbare Acylgruppe (z. B. eine Alkanoylgruppe). Das Amin der allgemeinen Formel II kann auch an anderen Funktionen des Moleküls geschützt sein.

Die Carbonsäure der allgemeinen Formel III wird in Gegenwart eines Kondensationsmittels verwendet. Typische Beispiele für Kondensationsmittel sind Carbodiimide, wie N,N′-Diethylcarbodiimid, N,N′-Dicyclohexylcarbodiimid, Carbonylverbindungen, wie Carbonyldiimidazol, Isoxazoliniumsalze, Acylaminoverbindungen, wie 2-Ethoxy-1-ethoxycarbonyl-1,2-dihydrochinolin. Beispiele für reaktionsfähige Derivate sind Säureanhydride, z. B. das symmetrische Anhydrid, gemischte Anhydride, z. B. mit einer Mineralsäure, wie Phosphorsäure, Schwefelsäure oder Kohlensäurehalbester, oder mit organischen Säuren, wie einer Alkancarbonsäure, Aralkancarbonsäure oder Sulfonsäure, intramolekulare Säureanhydride, wie Isocyanat oder Keten, Säurehalogenide, d. h. ein gemischtes Anhydrid der Carbonsäure mit einem Halogenwasserstoff, Säurehalogenide, reaktionsfähige Ester, wie Enolester, z. B. Vinylester oder Isopropenylester, Arylester, z. B. Phenylester, Halogenphenylester oder Nitrophenylester, heterocyclische Ester, wie Pyridylester, 1-Hydroxybenzotriazolylester, Ester mit N-Hydroxyverbindungen, Diacylhydroxyaminester, Ester mit z. B. N-Hydroxysuccinimid oder N-Hydroxyphthalimid, Thiolester, z. B. Aralkylthiolester und heterocyclische Thiolester, reaktionsfähige Amide, z. B. aromatische Amide, wie Amide mit Imidazol, Triazol, 2-Ethoxy-1,2-dihydrochinolin, sowie Diacylanilide. Als Säureacceptoren, die zusammen mit den reaktionsfähigen Derivaten verwendet werden, kommen anorganische Basen, wie Oxide, Hydroxide, Carbonate oder Hydrogencarbonate von Alkali- oder Erdalkimetallen, organische Basen, wie tertiäre Amine oder aromatische Basen, Oxirane, wie Alkylenoxide oder Aralkylenoxide, Pyridiniumsalze, wie Tripyridiniumtriazin-trichlorid, oder Adsorptionsmittel, z. B. Celit, in Frage.

2) Einführung des 3-Substituenten

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I mit einer Alkanoyloxymethyl- oder Carbomoyloxymethylgruppe in der 3-Stellung werden aus den Verbindungen der allgemeinen Formel I hergestellt, die in der 3-Stellung eine Hydroxymethylgruppe sowie in der 4-Stellung eine geschützte Carboxylgruppe tragen. Zu diesem Zweck werden sie mit einem reaktionsfähigen Derivat einer Alkancarbonsäure oder einer N-geschützten Carbaminsäure umgesetzt. Gegebenenfalls wird die Schutzgruppe danach abgespalten.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I, die an der 3-Stellung kein Kohlenstoffatom tragen, können durch Umsetzung einer 3-(Hydroxy- oder Oxo)-Verbindung (erforderlichenfalls nach Aktivierung z. B. durch Acylierung oder Halogenierung) mit einem nucleophilen Reagens hergestellt werden. Es wird eine Verbindung erhalten, die in der 3-Stellung durch eine nucleophile Gruppe substituiert ist. Ferner können sie hergestellt werden durch eine Eliminierungsreaktion einer 3-(Hydroxy-, Acyloxy- oder Halogen)-Cepham-Verbindung durch Erhitzen oder durch Behandlung mit einer Base. Ferner können sie hergestellt werden durch Reduktion einer 3-(Acyloxy- oder Halogen)-3-Cephem-Verbindung. Dabei wird die 3-unsubstituierte Verbindung erhalten.

3) Isomerisierung in der 7-Seitenkette

Jedes geometrische Isomer der Verbindungen der allgemeinen Formel I kann in ein anderes Isomer umgewandelt werden. Diese Isomerisierung erfolgt unter der Einwirkung von Säure, Base oder Strahlung. Beispiele für verwendbare Basen sind Mineralsäuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure, Carbonsäuren, wie Ameisensäure oder Trifluoressigsäure, und Sulfonsäuren, wie Methansulfonsäure oder Benzolsulfonsäure. Beispiele für verwendbare Basen sind anorganische Basen, wie Natriumhydroxid, Natriumhydrogencarbonat oder Kaliumcarbonat, sowie starke organische Basen, wie Triethylamin, Kalium-tert.-butoxid und DBU.

4) Veresterung der Carboxylgruppe

Die Carboxylgruppe in der 4-Stellung läßt sich in an sich bekannter Weise verestern. Beispiele für Veresterungsverfahren sind

a) die Umsetzung eines Alkalimetallsalzes der Carbonsäure mit z. B. einem Halogenid oder Sulfonat der Estergruppe in Gegenwart eines Säureacceptors;
b) die Umsetzung der Carbonsäure oder ihres reaktionsfähigen Derivats mit einem Alkohol mit der Estergruppe in Gegenwart eines Kondensationsmittels;
c) die Umsetzung der Carbonsäure mit einer Diazoverbindung mit der Estergruppe.

5) Einführung einer Amino-Schutzgruppe

Sofern die Verbindung der allgemeinen Formel I in ihrem Molekül eine Aminogruppe aufweist, läßt sich diese folgendermaßen schützen:

a) Beispielsweise wird eine Alkoxycarbonyl-, Aralkoxycarbonyl- oder Alkanoylgruppe durch Umsetzung von 1 bis 5 Moläquivalenten des Halogenids, symmetrischen Anhydrids oder gemischten Anhydrids dieser Gruppen in Gegenwart eines Säureacceptors bei -30 bis 50°C eingeführt;
b) beispielsweise wird eine Alkoxycarbonyl-, Aralkoxycarbonyl-, Alkanoyl-, Arylsulfenyl, Aralkyl-, Trialkylsilyl- oder Trialkylstannylgruppe durch Umsetzung von 1 bis 5 Moläquivalenten des Halogenids der Gruppe in Gegenwart von 1 bis 10 Moläquivalenten eines Säureacceptors in einem Lösungsmittel bei -30 bis 100°C und einer Reaktionszeit von 1 bis 10 Stunden eingeführt;
c) beispielsweise wird eine Tetrahydropyranyl- oder Tetrahydrofuranylgruppe durch Umsetzung mit Dihydropyran oder Dihydrofuran in einem Lösungsmittel während eines Zeitraums von 1 bis 10 Stunden eingeführt;
d) eine Trialkylsilylgruppe wird durch Umsetzung mit einem Derivat eines Disilazans oder eines Acetamids, wie Hexamethyldisilazan oder Bis-Trimethylsilylacetamid, in an sich bekannter Weise eingeführt.

6) Abspaltung der Amino-Schutzgruppe

Die Amino-Schutzgruppe in den Verbindungen der allgemeinen Formel I läßt sich beispielsweise nach folgenden üblichen Methoden abspalten:

a) Eine Alkoxycarbonylgruppe, wie eine tert.-Butoxycarbonylgruppe, läßt sich durch Behandlung mit einer Säure, beispielsweise einer starken Säure, wie Trifluoressigsäure oder Trifluormethansulfonsäure, oder einer Lewis-Säure, wie Aluminiumchlorid, Zinntetrachlorid, Titantetrachlorid oder Zinkchlorid, und gegebenenfalls in Gegenwart eines Kation-Acceptors, wie Anisol oder Thiophenol, abspalten;
b) eine Aralkoxycarbonylgruppe, z. B. eine Carbobenzoxy-, Methylcarbobenzoxy- oder Diphenylmethoxycarbonylgruppe, oder eine ähnliche Amino-Schutzgruppe, läßt sich durch Behandlung mit einer Lewis-Säure und einem Kation-Acceptor der vorstehend angegebenen Art abspalten;
c) ein niederer Alkanoylrest, wie eine Formyl-, Acetyl- oder Chloracetylgruppe, eine Schiff-Base bildende Gruppe, z. B. eine zweiwertige Kohlenstoffgruppe, wie eine Ethyliden-, Propyliden-, Benzyliden- oder substituierte Benzylidengruppe, eine Aralkylgruppe, wie eine Trityl- oder substituierte Tritylgruppe, eine Arylthiogruppe, z. B. eine Phenylsulfenylgruppe, eine Tetrahydropyranyl-, Silyl- oder Stannylgruppe, z. B. eine Trimethylstannyl- oder Trimethylsilylgruppe, läßt sich durch Umsetzung mit einer Säure, wie Salzsäure, Schwefelsäure oder Methansulfonsäure, abspalten;
d) einige Schutzgruppen erfordern eine spezielle Art der Abspaltung. Beispielsweise werden Halogenacetylgruppen durch Behandlung mit Thioharnstoff oder einem N-Alkyldithiocarbamat, zweibasische Acylgruppen durch Behandlung mit Hydrazin und Amide durch Behandlung mit Phosphorpentachlorid und einem Alkanol abgespalten.

7) Sulfoxidbildung

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I mit einer Sulfidgruppe werden in an sich bekannter Weise oxidiert. Wenn die Ausgangsverbindung eine Doppelbindung in der 2-Stellung aufweist, wandert diese in die 3-Stellung. Beispielsweise wird das Sulfoxid der allgemeinen Formel I folgendermaßen erhalten:

a) durch Behandlung mit einer Persäure, z. B. einer Mineral-Persäure, einer Percarbonsäure oder Persulfonsäure,
b) durch Behandlung mit Ozon,
c) durch Behandlung mit Wasserstoffperoxid oder
d) durch Behandlung mit einem Peroxid, wie Borperoxid, Nickelperoxid, Natriumperoxid oder Harnstoffperoxid, vorzugsweise in einem inerten Lösungsmittel, wie einem Halogenkohlenwasserstoff, einem Ester oder Wasser. Die Umsetzung kann beschleunigt werden, z. B. durch Zusatz von Phosphorsäure, Polyphosphorsäure, einem Phosphormonoester, einer Alkancarbonsäure, einem sauren Salz eines Elements der siebten Gruppe des Periodensystems, z. B. einem Wolframat. Die Umsetzung wird vorzugsweise mit 1 bis 2 Moläquivalenten Oxidationsmittel bei 0 bis 35°C während eines Zeitraums von 1 bis 20 Stunden durchgeführt.

8) Reduktion des Sulfoxids

Wenn die Verbindung der allgemeinen Formel I eine Sulfinylgruppe im Molekül aufweist, d. h. wenn X die Gruppe SO bedeutet, kann sie in an sich bekannter Weise zum entsprechenden Sulfid der allgemeinen Formel I reduziert werden. Beispielsweise werden 2 bis 5 Moläquivalente eines Reduktionsmittels, z. B. eine dreiwertige Phosphorverbindung, ein Zinn(II)-salz oder Jodid, in einem inerten Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, Dichlormethan oder Dioxan, bei Temperaturen von -20 bis 50°C während eines Zeitraums von 2 bis 50 Stunden verwendet.

9) Reaktionsbedingungen

Die vorstehend unter 1) bis 8) aufgeführten Reaktionen werden gewöhnlich bei Temperaturen von -30 bis 100°C, vorzugsweise von -20 bis 50°C, während eines Zeitraums von 10 Minuten bis 10 Stunden in einem Lösungsmittel und erforderlichenfalls unter wasserfreien Bedingungen durchgeführt. Es können auch andere übliche Reaktionsbedingungen verwendet werden.

Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Hexan, Octan, Benzol, Toluol und Xylol, Halogenkohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Dichlorethan, Trichlorethan und Chlorbenzol, Ether, wie Diethylether, Methylisobutylether, Dioxan und Tetrahydrofuran, Ketone, wie Aceton, Methylethylketon und Cyclohexanon, Ester, wie Ethylacetat, Isobutylacetat und Benzoesäuremethylester, Nitrokohlenwasserstoffe, wie Nitromethan und Nitrobenzol, Nitrile, wie Acetonitril und Benzonitril, Amide, wie Formamid, Acetamid, Dimethylformamid, Dimethylacetamid und Hexamethylphosphorsäuretriamid, Sulfoxide, wie Dimethylsilfoxid, Carbonsäuren, wie Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure, organische Basen, wie Diethylamin, Triethylamin, Pyridin, Picolin, Collidin und Chinolin, Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Hexanol, Octanol und Benzylalkohol, Wasser, sowie andere übliche Lösungsmittel und Gemische aus zwei oder mehr der vorgenannten Lösungsmittel.

10) Aufarbeitung

Die Reaktionsprodukte werden aus dem Reaktionsgemisch durch Abtrennung der Verunreinigungen, wie nichtumgesetzte Ausgangsverbindungen, Nebenprodukte und Lösungsmittel, nach üblichen Methoden, wie Extraktion, Verdampfung, Waschen, Konzentrieren, Fällung, Filtration, Trockner sowie durch eine Kombination üblicher Reinigungsverfahren, wie Adsorption, Elution, Destillation, Fällung, Abtrennung und Chromatographie, isoliert.

11) Beispiele

Die Beispiele erläutern die Herstellung von Verbindungen der Erfindung. Die physikalischen Konstanten der Produkte sind in den Tabellen aufgeführt. In den Tabellen ist die IR-Absorption in cm^-1 und das NMR-Spektrum in Delta-Werten in ppm und J-Werten mit den Kupplungskonstanten in Hz angegeben.

In den Tabellen 1 und 2 stehen in sämtlichen Verbindungen die Reste R¹ und die Amidogruppe in cis-Stellung.

In den Beispielen bedeuten Teile Gewichtsteile der eingesetzten β-Lactame. Moläquivalente bedeuten die Anzahl Mol pro eingesetztes β-Lactam.

Die Aufarbeitung in den Beispielen erfolgt in üblicher Weise, erforderlichenfalls nach Zusatz eines Lösungsmittels, wie Wasser, einer Säure oder Dichlormethan. Die abgetrennte organische Phase wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft. Es hinterbleibt ein Rückstand, der in üblicher Weise gereinigt werden kann, z. B. durch Chromatographie an Kieselgel, Umkristallisation oder Fällung.

Beispiel 1

1 Äquivalent einer 7β-Aminoverbindung (2) wird mit einer Carbonsäure entsprechend der 7β-Seitenkette (3) oder deren reaktionsfähigem Derivat zum entsprechenden Amid (1) umgesetzt, beispielsweise durch Acylierung nach folgendem Reaktionsschema:

1) Umsetzung in einem Gemisch aus 30 Volumenteilen Dichlormethan, 1,1 Äquivalenten Cyanurchlorid, 4 Äquivalenten Pyridin und 1,1 Äquivalenten der Carbonsäure (3); 5- bis 120minütiges Rühren bei -30 bis 10°C.
2) Umsetzung in einem Gemisch aus 3 Volumenteilen Dichlormethan, 1,1 Äquivalenten Phosphoroxychlorid, 1,5 Äquivalenten Triethylamin und 1,1 Äquivalenten Carbonsäure (3); 20- bis 120minütiges Rühren bei -10 bis 10°C.
3) Umsetzung in einem Gemisch aus 3 Volumenteilen Chloroform, 1 Volumenteil Toluol, 2 Äquivalenten Picolin, 1 Äquivalent Oxalylchlorid und 1,1 Äquivalente Carbonsäure (3); 10- bis 120minütiges Rühren bei -50 bis 10°C.
4) Eine Lösung von 149 mg 2-(2-tert.-Butoxycarbonylaminothiazol-4-yl)-2-pentensäure und 83 µLiter Triethylamin in 5 ml Dichlormethan wird mit 0,04 ml Methansulfonylchlorid bei -60°C versetzt. Nach zweistündigem Rühren bei dieser Temperatur wird das Reaktionsgemisch tropfenweise mit einer Lösung von 161 mg 7β-Amino-3-cephem-4-carbonsäure-1-acetoxyethylester und 0,132 ml N-Methylmorpholin in Dichlormethan versetzt. Das Gemisch wird 3 Stunden bei -60 bis -10°C gerührt und sodann mit Salzsäure verdünnt. Die organische Phase wird abgetrennt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und durch Säulenchromatographie gereinigt. Es werden 470 mg 7β- [(Z)-2-(2-tert.-Butoxycarbonylaminothiazol-4-yl)-2- pentenoxyl]-amino-3-cephem-4-carbonsäure-1-acetoxyethylester erhalten.
5) In ähnlicher Weise wie vorstehend in 1 bis 4) beschrieben, werden die in Tabelle 2 aufgeführten Verbindungen hergestellt.

Beispiel 2 (Abspaltung der Amino-Schutzgruppe)

1) Eine Lösung der tert.-Butoxycarbonylaminoverbindung von Tabelle 2 in 0,3 bis 3 Teilen Dichlormethan wird mit 0,3 bis 3 Teilen Trifluoressigsäure sowie 0,5 bis 5 Teilen Anisol versetzt. das Gemisch wird 10 Minuten bis 3 Stunden bei -10 bis 40°C gerührt. Danach wird das Reaktionsgemisch eingedampft und der Rückstand mit Benzol oder Diethylether gewaschen. Es wird die entsprechende Aminoverbindung erhalten, die in Tabelle 1 aufgeführt ist. Die Ausbeute liegt bei 70 bis 80% d. Th.
2) Eine Lösung einer in Tabelle 2 aufgeführten Chloracetamidoverbindung in einem Gemisch aus 15 Teilen Tetrahydrofuran und 15 Teilen Methanol wird mit 4 Äquivalenten Thioharnstoff oder N-Methyldithiocarbamatester sowie 2 Äquivalenten Natriumacetat versetzt. Das Gemisch wird über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. Danach wird das Gemisch eingedampft und der Rückstand in Ethylacetat aufgenommen. Die Ethylacetatlösung wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Es hinterbleibt die entsprechende Aminoverbindung, die in Tabelle 1 aufgeführt ist.
3) Eine Lösung einer in Tabelle 2 aufgeführten Formamido- oder Schiff-Base-Verbindung in 10 Teilen Ameisensäure, Essigsäure oder Ethanol wird mit 0,1 bis 3 Teilen 1n bis 3n Salzsäure versetzt. das Gemisch wird 1 bis 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Danach wird das Reaktionsgemisch eingedampft und der Rückstand in Dichlormethan aufgenommen. Die Dichlormethanlösung wird mit wäßriger Natriumhydrogencarbonatlösung und Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Es hinterbleibt die entsprechende Aminoverbindung, die in Tabelle 1 aufgeführt ist.
4) Eine Lösung einer in Tabelle 2 aufgeführten Formylamino-, tert.-Butoxycarbonylamino- oder Benzyloxycarbonylaminoverbindung in 5 bis 9 Teilen Dichlormethan wird mit 2 bis 8 Teilen Anisol und 1 bis 3 Teilen Aluminiumchlorid, Titantetrachlorid oder Zinntetrachlorid versetzt. Das Gemisch wird 10 Minuten bis 24 Stunden bei -35 bis 10°C gerührt. Danach wird das Reaktionsgemisch mit verdünnter Salzsäure extrahiert. Die salzsaure Lösung wird durch eine mit einem Adsorptionsmittel gefüllte Säule geleitet, um Salze abzutrennen. Das Eluat wird eingedampft. Es hinterbleibt die entsprechende Aminoverbindung, die in Tabelle 1 aufgeführt ist.
5) Eine Lösung von 160 mg 7β-[(Z)-2-(2-tert.-Butoxy carbonylaminothiazol-4-yl)-2-butenoyl]-amino-3-carb amoyloxymethyl-3-cephem-4-carbonsäurepivaloyloxymethylester in 2 ml Trifluoressigsäure wird 120 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und danach eingedampft. Der erhaltene Rückstand wird mit einer wäßrigen Lösung von Natriumhydrogencarbonat versetzt und mit Ethylacetat extrahiert. Der Ethylacetatextrakt wird an Kieselgel chromatographisch gereinigt. Es werden 75 mg 7β-[(Z)- 2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-butenoyl]-amino-3-carbamoyl oxymethyl-3-cephem-4-carbonsäure-pivaloylmethylester erhalten.
6) In ähnlicher Weise wie vorstehend unter 1 bis 5) beschrieben, werden die in Tabelle 1 aufgeführten Aminoverbindungen aus den entsprechenden geschützten Aminoverbindungen hergestellt.

Beispiel 3 Pivaloyloxymethylester (Veresterung)

1) Eine Lösung eines Kaliumsalzes einer Carbonsäure in 2 bis 5 Teilen N,N-Dimethylformamid wird bei einer Temperatur von -50°C bis Raumtemperatur mit 1 bis 2 Äquivalenten Pivalinsäurejodmethylester versetzt. Das Gemisch wird 15 Minuten bis 2 Stunden gerührt, sodann mit Ethylacetat verdünnt und mit Eiswasser und einer wäßrigen Lösung von Natriumhydrogencarbonat gewaschen.
Danach wird die Ethylacetatlösung getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird aus Ethylacetat umkristallisiert. Es wird der Pivaloyloxymethylester erhalten.
250 mg des Pivaloyloxymethylesters, 150 mg Maisstärke und 5 mg Magnesiumstearat werden miteinander vermischt, granuliert und in üblicher Weise in Kapseln abgefüllt. 2 bis 3 Kapseln werden dreimal täglich oral einem Patienten gegeben, der an einer Infektion durch Escherichia coli erkrankt ist.
In ähnlicher Weise werden die in Tabelle 2 aufgeführten Pivaloyloxymethylverbindungen hergestellt.

Acetoxymethylester

2) und 3) Anstelle von Pivalinsäurejodmethylester wird Essigsäurebrommethyl- bzw. -bromethylester unter den gleichen Bedingungen verwendet. Es wird der entsprechende Acetoxymethyl- bzw. -ethylester erhalten; vgl. Tabelle 2.

1-Pivaloyloxyethylester

4) Eine Lösung von 240 mg 7β-[2-(2-tert.-Butoxycarbonyl amino-4-thiazolyl)-2-pentenoylamino]-3-cephem-4-carbonsäure in 2,4 ml N,N-Dimethylformamid wird bei -25 bis 30°C mit 138 mg Kaliumcarbonat versetzt und mehrere Minuten gerührt. Danach wird das Gemisch mit 480 µLiter Pivaloyloxyethyljodid versetzt. Danach wird das Gemisch 60 Minuten gerührt. Hierauf wird das Reaktionsgemisch mit Ethylacetat verdünnt. Die Ethylacetatlösung wird mit Kochsalzlösung und Natriumhydrogencarbonatlösung sowie Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographisch gereinigt. Es werden 161 mg (53% d. Th.) Pivaloyloxyethylester erhalten.
In ähnlicher Weise werden die in Tabelle 2 aufgeführten Pivaloyloxyethylester hergestellt.

Ethoxycarbonyloxyethylester

5) Eine Lösung von 240 mg 7β-[2-(2-tert.-Butoxycarbonyl amino-4-thiazolyl)-2-pentenoylamino]-3-cephem-4-carbonsäure in 2,4 ml N,N-Dimethylformamid wird mit 138 mg Kaliumcarbonat sowie 150 mg 1-Ethoxycarbonyloxyethylbromid bei -10°C versetzt und 30 Minuten gerührt. Danach wird das Gemisch mit Ethylacetat verdünnt. Die Ethylacetatlösung wird mit wäßriger Kochsalzlösung, Natriumhydrogencarbonatlösung und Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographisch gereinigt. Es werden 191 mg (64,1% d. Th.) des entsprechenden Ethoxycarbonyloxyethylesters erhalten.
In ähnlicher Weise werden die in Tabelle 2 aufgeführten Ethoxycarbonyloxyethylester hergestellt.

5-Methyl-2-oxo-1,3-dioxol-4-ylmethylester

6) Ein Gemisch von 144 mg 7β-[(Z)-2-(2-tert.-Butoxy carbonylaminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl]-amino-3-chephem-4-carbonsäur-e, 83 mg Kaliumcarbonat und 3 ml Dimethylformamid wird 40 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und danach mit 102 mg 4-Brommethyl-5-methyl-1,3-dioxol-4-en-2-on in 1 ml Dimethylformamid versetzt. Nach 30minütigem Rühren bei 0°C wird das Gemisch mit verdünnter Salzsäure versetzt und mit Ethylacetat extrahiert. Der Ethylacetatextrakt wird durch Chromatographie an Kieselgel gereinigt. Es werden 83 mg 7β-[(Z)-2-(2- tert.-Butoxycarbonylaminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl]- amino-3-cephem-4-carbonsäure-5-methyl-2-oxo-1,3-dioxol-4-ylmethylest-er als hellgelbes Pulver erhalten.

Cyclohexanacetoxyethylester

7) Eine Lösung von 240 mg 7β-[2-(2-tert.-Butoxycarbonyl amino-4-thiazolyl)-2-pentenoylamino]-3-cephem-4-carbonsäure in 2,4 ml N,N-Dimethylformamid wird mit 138 mg Kaliumcarbonat und 355 mg 1-Cyclohexanacetoxyethyljodid bei -10°C versetzt und 45 Minuten gerührt. Danach wird das Gemisch mit Ethylacetat verdünnt. Die Ethylacetatlösung wird mit wäßriger Kochsalzlösung, Natriumhydrogencarbonatlösung und Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographisch gereinigt. Es werden 152 mg des entsprechenden Cyclohexanacetoxyethylesters erhalten.
In ähnlicher Weise werden die in Tabelle 2 aufgeführten Cyclohexanacetoxyethylester hergestellt.
8) In ähnlicher Weise können aus der entsprechenden Carbonsäure die entsprechenden pharmakologisch verträglichen Eseter hergestellt werden, die in Tabelle 2 aufgeführt sind.

Beispiel 4 (Herstellung des Sulfoxids)

1) Ein Sulfid wird mit 1 Äquivalent 30prozentiger wäßriger Wasserstoffperoxidlösung in einem Gemisch aus 1 Äquivalent Phosphorsäure, 17 Teilen Dichlormethan und 1 Teil Methanol unter Eiskühlung während 10 Minuten gerührt. Es wird das entsprechende Sulfoxid erhalten.
2) Eine Lösung von 410 mg 7β-[(Z)-2-(2-tert.-Butoxy carbonylaminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl]-amino-3-chlor- 2-cephem-4-carbonsäurepivaloyloxymethylester in 3 ml Dichlormethan wird tropfenweise bei 0°C unter Rühren mit einer Lösung von 47,4 mg m-Chlorperbenoesäure in 1 ml Dichlormethan versetzt. Nach 20minütigem Rühren bei dieser Temperatur wird das Reaktionsgemisch mit wäßriger Natriumhydrogencarbonatlösung verdünnt. Die organische Phase wird abgetrennt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird durch Chromatographie an Kieselgel gereinigt. Es werden 135 mg kristalliner 7β-[(Z)-2-(2-tert.-Butoxycarbonyl aminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl]-amino-3-chlor-3-cephem- 4-carbonsäure-1-oxid-pivaloyloxymethylester erhalten.

Beispiel 5 (Reduktion des Sulfoxids)

1) Eine Lösung von 61 mg 7β-[(Z)-2-(2-tert.-Butoxy carbonylaminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl]-amino-3-ce phem-4-carbonsäure-1-oxid-pivaloyloxymethylester in 2 ml Dichlormethan wird bei -30°C mit 19,3 µLiter Phosphortribromid versetzt und 30 Minuten gerührt. Danach wird das Reaktionsgemisch mit wäßriger Natriumhydrogencarbonatlösung verdünnt. Die organische Phase wird abgetrennt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird durch Chromatographie an Kieselgel gereinigt. Es werden 51 mg 7β-[(Z)-2-(2- tert.-Butoxycarbonylaminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl])- amino-3-cephem-4-carbonsäurepivaloyloxymethylester erhalten.
2) Die in 1) beschriebene Reduktion wird mit 6 Moläquivalenten Kaliumjodid in 11 Teilen Aceton während 1 Stunde unter Eiskühlung oder mit 13 Äquivalenten Acetylchlorid und 2,5 Moläquivalenten Zinn(II)-chlorid in 12 Teilen N,N-Dimethylformamid unter Eiskühlung während 21 Stunden wiederholt. Es wird ebenfalls das Sulfid erhalten.
3) In ähnlicher Weise können durch Reduktion der entsprechenden Sulfoxide die in Tabelle 1 und 2 aufgeführten Sulfide hergestellt werden.

Beispiel 6 (Säureadditionssalze)

1) Eine Lösung von 450 mg 7β-[(Z)-2-(2-tert.-Butoxycar bonylaminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl]-amino-3-carbamoyl oxymethyl-3-cephem-4-carbonsäurepivaloyloxymethylester in 5 ml Trifluoressigsäure wird 120 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Sodann wird die Lösung eingedampft. Der Rückstand wird mit wäßriger Natriumhydrogencarbonatlösung verdünnt und mit Ethylacetat extrahiert. Der Ethylacetatextrakt wird durch Chromatographie an Kieselgel gereinigt. Es wird das entsprechende freie Amin erhalten. Diese Verbindung wird in 4 ml Dichlormethan gelöst, mit 1 ml Trifluoressigsäure versetzt und unter vermindertem Druck eingedampft. Der kristalline Rückstand wird in einem Gemisch von Diethylether und Petrolether digeriert. Es werden 290 mg 7β-[(Z)-2-(2-Aminothia zol-4-yl)-2-pentenoyl]-amino-3-carbamoyloxymethyl-3- cephem-4-carbonsäurepivaloylmethylester-trifluoracetat erhalten.
2) Eine Lösung von 360 mg 7β-[(Z)-2-(2-tert.-Butoxycarbonyl aminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl]-amino-3-cephem-4-carbonsäurepivaloyl-methylester in einem Gemisch von 2 ml Anisol und 2 ml Trifluoressigsäure wird 150 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und sodann eingedampft. Der Rückstand wird in wäßriger Natriumhydrogencarbonatlösung gelöst und mit Ethylacetat extrahiert. Der Ethylacetatextrakt wird durch Chromatographie an Kieselgel gereinigt. Es werden 250 mg 7β-[(Z)-2-(2-Aminothiazol- 4-yl)-2-pentenoyl]-amino-3-cephem-4-carbonsäurepivaloyloxymethyleste-r erhalten. Die Verbindung wird in Dichlormethan gelöst, mit einer Lösung von Chlorwasserstoff in Ethylacetat versetzt und eingedampft. Der kristalline Rückstand wird mit Diethylether gewaschen. Es wird das Hydrochlorid des Esters erhalten.
3) In ähnlicher Weise aus den entsprechenden Aminoverbindungen von Tabelle 1 die Salze mit Säuren hergestellt werden.

Beispiel 7

1) Eine Lösung der Aminothiazolylverbindung in Dichlormethan wird mit Ameisensäure und Essigsäureanhydrid, Chloracetylchlorid und Pyridin oder Nitrobenzaldehyd und Toluolsulfonsäure versetzt, und das Gemisch wird 1 bis 3 Stunden bei -30°C bis Raumtemperatur gerührt. Danach wird das Reaktionsgemisch in üblicher Weise aufgearbeitet. Es wird die entsprechende Amino-geschützte Verbindung erhalten, die in Tabelle 4 aufgeführt ist.

Herstellungsbeispiel 1

Eine Lösung von 7β-[(Z)-2-(2-tert.-Butoxycarbonylamino thiazol-4-yl)-2-pentenoyl]-amino-3-cephem-4-carbonsäure-1-oxid-diphe-nylmethylester (265 mg) in einem Gemisch aus 0,8 ml Anisol und 1,5 ml Dichlormethan wird bei 0°C unter Rühren mit 1 ml Trifluoressigsäure versetzt. Nach 45minütigem Rühren wird das Gemisch unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand wird mit Petroläther und Diethylether gewaschen. Es hinterbleiben 180 mg 7β-[(Z)-2- (2-tert.-Butoxycarbonylaminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl]- amino-3-cephem-4-carbonsäure-1-oxid.

NMR (CDCl₃-CD₃OD) δ: 1.11 (t, J=7.5 Hz, 3 H), 1.55 (s, 9 H), 2,49 (Quintett, J=7.5 Hz, 2 H), 4.78 (d, J=4.5 Hz, 1 H), 6.13 (d, J=4.5 Hz, 1 H), 6.40 (m, 1 H), 6.45 (t, J=7.5 Hz, 1 H), 6.79 (s, 1 H).

Herstellungsbeispiel 2

Eine Lösung von 156 mg 2-Amino-1,3,4-thiadiazol-5-thiol in 3 ml Dimethylformamid wird bei 0°C unter Rühren mit 0,3 ml einer 5,2n Lösung von Natriummethoxid in Methanol versetzt. Es wird das Natriumsalz erhalten. Nach Neutralisation des überschüssigen Natriummethoxids mit Trockeneis wird das Gemisch mit einer Lösung von 590 mg 7β-[(Z)- 2-(2-tert.-Butoxycarbonylaminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl]- amino-3-brommethyl-3-cephem-4-carbonsäure-1-oxid-diphenylmethylester- in 2 ml Dimethylformamid versetzt. Nach 30minütigem Rühren bei 0°C wird das Reaktionsgemisch in Eiswasser gegossen und mit Ethylacetat extrahiert. Es wird in quantitativer Ausbeute roher 7β-[(Z)-2-(2-tert.-Butoxy carbonylaminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl]-amino-3-(2-amino- 1,3,4-thiadiazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure-1-oxid-diphe-nylmethylester erhalten.

NMR (CDCl₃) δ: 1.07 (t, J=8 Hz, 3 H), 1,48 (s, 9 H), 2.52 (Quintett, J=8 Hz, 2 H), 3.61, 3.82 (ABq, J=18 Hz, 2 H), 4.60, 3.70 (ABq, J=18 Hz, 2 H), 4.55 (d, J=5 Hz, 1 H), 5.60 (brs, 2 H), 6.15 (dd, J=5 Hz, J=9 Hz, 1 H), 6.40 (t, J=8 Hz, 1 H), 6.74 (s, 1 H), 6.88 (s, 1 H), 7.20∼7.45 (m, 10 H), 8.83 (d, J=9 Hz, 1 H).

Die Estergruppe dieser Verbindung wird in ähnlicher Weise wie in Versuch 1 abgespalten und das Sulfoxid ähnlich Beispiel 5-2) reduziert. Es wird die 7β-[(Z)-2-(2-tert.- Butoxycarbonylaminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl]-amino-3- (2-amino-1,3,4-thiadiazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure erhalten.

Herstellungsbeispiel 3

(1) Ein Gemisch von 75 mg 2-(2-(tert.-Butoxycarbonylaminothiazol-4-yl)-pentensäure, 0,041 ml Triethylamin und 3 ml Dichlormethan wird bei -60°C unter Rühren tropfenweise mit 0,02 ml Methansulfonylchlorid versetzt. Danach wird das Gemisch weitere 5 Stunden bei -60°C gerührt. Hierauf wird es tropfenweise mit einer Lösung von 153 mg 7β-Amino-3- carbamoyloxymethyl-3-cephem-4-carbonsäurediphenylmethylester-p-toluo-lsulfonatsalz und 0,05 ml N-Methylmorpholin in 3 ml Dichlormethan versetzt. Nach 3 1/2stündigem Rühren wird das Gemisch mit verdünnter Salzsäure versetzt. Die organische Phase wird abgetrennt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird durch Chromatographie an Kieselgel gereinigt. Es werden 155 mg 7β- [(Z)-2-(2-tert.-Butoxycarbonylaminothiazol-4-yl)-2-penten oyl]-amino-3-carbamoyloxymethyl-3-cephem-4-carbonsäurediphenylmethyl-ester erhalten.

IR (CHCl₃) ν: 3430, 1785, 1726, 1672, 1543, 1326, 1158, 980.
NMR (CDCl₃) δ: 1.10 (t, J=7.5 Hz, 3H), 1.51 (s, 9 H), 2.55 (Quintett, J=7.5 Hz, 2 H), 3.16 (s, 2 H), 4.80, 4.97 (ABq, J=14.4 Hz, 2 H), 4.82 (s, 2 H), 4.93 (d, J=4.5 Hz, 1 H), 5.67 (dd, J=4.5 Hz, J=8 Hz, 1 H), 6.37 (t, J=7.5 Hz, 1 H), 6.88 (s, 1 H), 6.80 (s, 1 H), 7.22∼7.40 (m, 10 H), 7.82 (d, J=8 Hz, 1 H), 10.0 (brs, 1 H).

(2) Eine eiskalte Lösung von 855 mg 7β-[(Z)-2-(2-tert.- Butoxycarbonylaminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl]-amino-3- carbamoyloxymethyl-3-cephem-4-carbonsäurediphenylmethylester in 3,3 ml Anisol und 8,3 ml Dichlormethan wird unter Rühren mit 1,93 ml Trifluoressigsäure versetzt. Nach 30minütiger Umsetzung bei dieser Temperatur wird das Gemisch unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand wird mit Petrolether und Diethylether gewaschen. Es werden 640 mg hellbraune 7β-[(Z)-2-(2-tert.-Butoxycarbonyl aminothiazol-4-yl)-2-pentenoyl]-amino-3-carbamoyloxymethyl- 3-cephem-4-carbonsäure erhalten.

IR (CHCl₃) ν: 3425, 3360 br, 1778, 1725, 1700, 1660, 1327, 1258, 1160, 1078.
NMR (CDCl₃-CD₃OD) δ: 1.07 (t, J=7.5 Hz, 3 H), 1.53 (s, 9 H), 2.41 (Quintett, J=7.5 Hz, 2 H), 3.43, 3.61 (ABq, J=19.8 Hz, 2 H), 4.87, 5.10 (ABq, J=14.4 Hz, 2 H), 5.08 (d, J=5.0 Hz, 1 H), 5.85 (d, J=5.0 Hz, 1 H), 6.41 (t, J=7.5 Hz, 1 H), 6.80 (s, 1 H).

Versuch

Männlichen Mäusen mit einem Körpergewicht von 20 bis 25 g wird einen Tag als Futter eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 40% Glucose sowie Vitaminen angeboten. Am nächsten Tag wird peroral eine Suspension von Amoxicillin (Vergleichsverbindung) bzw. eines der Ester als Testverbindungen in 5prozentiger wäßriger Gummiarabicumlösung in einer Konzentration von 2 mg pro ml in einer Dosis von 40 mg pro kg gegeben. Blut wird in Abständen von 15 Minuten genommen, um den Serumspiegel zu bestimmen. Als Testkeim wird für die Ester Escherichia coli und für Amoxicillin Micrococcus luteus benutzt. Es wird nach der Agarplatten-Dispersionsmethode gearbeitet. Die Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen zusammengefaßt.

Tabelle I

Maximale Serumwerte (Gamma/ml) der Verbindung der allgemeinen Formel I, in der R eine Aminogruppe und R³ eine Pivaloyloxymethylgruppe bedeutet, nach oraler Gabe an Mäuse

Tabelle II

Claims

1. 7β-[2(2-Amino-4-thiazolyl)-alkenoylamino]-3-cephem-4-carbonsäureester der allgemeinen Formel I in der entweder

(a) R₁ eine Methylgruppe,
R₂ ein Wasserstoffatom oder eine Carbamoyloxymethylgruppe und
R₃ eine Pivaloyloxymethylgruppe oder
(b) R₁ eine Ethylgruppe,
R₂ ein Wasserstoffatom, ein Chloratom, eine Methoxymethyl-, Propenyloxymethyl-, Fluorethoxymethyl-, Isopropoxymethyl- oder eine Carbamoyloxymethylgruppe und
R₃ eine Acetoxymethyl-, Acetoxyethyl-, Pivaloyloxymethyl-, Pivaloyloxyethyl-, Ethoxycarbonyloxyethyl-, Cyclohexanacetoxyethyl- oder 5-Methyl-2-oxo-1,3-dioxol-4-ylmethylgruppe ist,

wobei die Aminogruppe in 2-Stellung des Thiazolringes geschützt sein kann.

2. Eine Verbindung nach Anspruch 1 der allgemeinen Formel I, in der
R₁ eine Ethylgruppe, R₂ eine Propenyloxymethylgruppe und R₃ eine Pivaloyloxymethylgruppe,
R₁ eine Ethylgruppe, R₂ eine Fluorethoxymethylgruppe und R₃ eine Pivaloyloxymethylgruppe;
R₁ eine Ethylgruppe, R₂ eine Methoxymethylgruppe und R₃ eine Pivaloyloxymethylgruppe;
R₁ eine Ethoxygruppe, R₂ eine Isopropoxymethylgruppe und R₃ eine Pivaloyloxymethylgruppe;
R₁ eine Ethylgruppe, R₂ ein Wasserstoffatom und R₃ eine Pivaloyloxyymethylgruppe;
R₁ eine Methylgruppe, R₂ eine Carbamoyloxymethylgruppe und R₃ eine Pivaloyloxymethylgruppe;
R₁ eine Ethylgruppe, R₂ eine Carbamoyloxymethylgruppe und R₃ eine Pivaloyloxymethylgruppe;
R₁ eine Ethylgruppe, R₂ ein Wasserstoffatom und R₃ eine Ethoxycarbonyloxyethylgruppe;
R₁ eine Ethylgruppe, R₂ ein Wasserstoffatom und R₃ eine Pivaloyloxyethylgruppe;
R₁ eine Ethylgruppe, R₂ ein Wasserstoffatom und R₃ eine Acetoxyethylgruppe;
R₁ eine Ethylgruppe, R₂ ein Wasserstoffatom und R₃ eine Acetoxymethylgruppe;
R₁ eine Methylgruppe, R₂ ein Wasserstoffatom und R₃ eine Pivaloyloxymethylgruppe;
R₁ eine Ethylgruppe, R₂ eine Carbamoyloxymethylgruppe und R₃ eine Acetoxyethylgruppe; oder
R₁ eine Ethylgruppe, R₂ eine Carbamoyloxymethylgruppe und R₃ eine Ethoxycarbonylethylgruppe ist.

3. Verwendung der Verbindungen gemäß Anspruch 1 und 2 als oral applizierbare Antibiotika.