DE4208789A1 - Enantiomerenreine chinolincarbonsaeure-derivate - Google Patents

Enantiomerenreine chinolincarbonsaeure-derivate

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Thomas Dr Philipps
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/02Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D471/04Ortho-condensed systems

Description

Die Erfindung betrifft 1-Cyclopropyl-7-([S,S]-2,8-diazabicyclo[4.3.0]non-8-yl)-6,8- difluor-1,4-dihydro-4-oxo-3-chinolincarbonsäure und ihre Salze, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie diese enthaltende antibakterielle Mittel.
Es sind bereits aus der EP-A-03 50 733 Chinoloncarbonsäuren bekannt geworden, die in 7-Stellung durch einen bicyclischen Aminrest substituiert sind. Die hierin beschriebenen Verbindungen enthalten mehrere chirale Zentren, wodurch zahlreiche isomere Verbindungen möglich werden.
Es wurde jetzt gefunden, daß die 1-Cyclopropyl-7-([S,S]-2,8-diazabicyclo[4.3.0] non-8-yl)-6,8-difluor-1,4-dihydro-4-oxo-3-chinolincarbonsäure und ihre pharmazeutisch verwendbaren Hydrate und Säureadditionssalze sowie deren Alkali-, Erdalkali-, Silber- und Guanidiniumsalze sich durch eine besonders hohe antibakterielle Wirkung, insbesondere gegenüber ruhenden und resistenten Keimen auszeichnet.
Weiterhin wurde gefunden, daß man diese Verbindung erhält, indem man 1-Cyclopropyl- 6,7,8-trifluor-1,4-dihydro-4-oxo-3-chinolincarbonsäure mit [S,S]-2,8-Diazabicyclo [4.3.0]nonan gegebenenfalls in Gegenwart eines säurebindenden Mittels umsetzt.
Das enantiomerenreine [S,S]-2,8-Diazabicyclo[4.3.0]nonan ist neu. Es kann aus dem (4.3.0)nonan oder aus geeigneten racemischen Vorstufen wie zum Beispiel cis-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan oder cis- 8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan erhalten werden, die mit enantiomerenreinen Säuren, z. B. Carbonsäuren oder Sulfonsäuren wie N-Acetyl-L- glutaminsäure, N-Benzoyl-L-alanin, 3-Brom-campher-9-sulfonsäure, Campher- 3-carbonsäure, cis-Camphersäure, Campher-10-sulfonsäure, O,O′-Dibenzoyl-weinsäure, D- oder L-Weinsäure, Mandelsäure, α-Methoxy-phenylessigsäure, 1-Phenylethansulfonsäure, α-Phenyl-bernsteinsäure zu einem Gemisch der diastereomeren Salze umgesetzt werden, die sich durch fraktionierte Kristallisation zu den diastereomerenreinen Salzen trennen lassen (siehe P. Newman, Optical Resolution Procedures for Chemical Compounds, Volume 1). Das molare Verhältnis zwischen Amin und enantiomerenreiner Säure kann in einem größeren Bereich variiert werden. Durch Behandlung dieser Salze mit Alkali- oder Erdalkalihydroxiden lassen sich die enantiomerenreinen Amine freisetzen.
Im folgenden Formelschema sei als Beispiel für eine Racematspaltung die Auftrennung von 8-Benzyl-cis-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan über die Tartrate in die Enantiomeren und deren Überführung in die enantiomerenreinen cis-2,8-Diazabicyclo[4.3.0]nonane dargestellt:
Im Verlauf der Synthese des cis-2,8-Diazabicyclo[4.3.0]nonans können statt achiraler auch chirale Schutzgruppen eingeführt werden. Man gelangt auf diese Weise zu Diastereomeren, die sich trennen lassen. Zum Beispiel kann bei der Synthese von cis-2,8-Diazabicyclo[4.3.0]nonan der Benzylrest durch den R- oder S-konfigurierten α-Phenylethylrest ersetzt werden:
Die Umsetzung von 1-Cyclopropyl-6,7,8-trifluor-1,4-dihydro-4-oxo-3-chinolincarbonsäure- mit [S,S]-2,8-Diazabicyclo[4.3.0]nonan, welches auch in Form ihrer Salze, wie z. B. der Hydrochloride eingesetzt werden kann, wird vorzugsweise in einem Verdünnungsmittel wie Dimethylsulfoxid, N,N-Dimethylformamid, N- Methylpyrrolidon, Hexamethyl-phosphorsäuretrisamid, Sulfolan, Acetonitril, Wasser, einem Alkohol wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Glykolmonomethylether oder Pyridin vorgenommen. Ebenso können Gemische dieser Verdünnungsmittel verwendet werden.
Als Säurebinder können alle üblichen anorganischen und organischen Säurebindungsmittel verwendet werden. Hierzu gehören vorzugsweise die Alkalihydroxide, Alkalicarbonate, organische Amine und Amidine. Als besonders geeignet seien im einzelnen genannt: Triethylamin, 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan (DABCO), 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU) oder überschüssiges bicyclisches Amin.
Die Reaktionstemperaturen können in einem größeren Bereich variiert werden. Im allgemeinen arbeitet man zwischen etwa 20 und 200°C, vorzugsweise zwischen 80 und 180°C.
Die Umsetzung kann bei Normaldruck, aber auch bei erhöhtem Druck durchgeführt werden. Im allgemeinen arbeitet man bei Drücken zwischen etwa 1 und 100 bar, vorzugsweise zwischen 1 und 10 bar.
Bei der Durchführung dieses Verfahrens setzt man auf 1 Mol 1-Cyclopropyl-6,7,8- trifluor-1,4-dihydro-4-oxo-3-chinolincarbonsäure 1 bis 5 Mol, vorzugsweise 1 bis 3 Mol [S,S]2,8-Diazabicyclo[4.3.0]nonan ein.
Die Herstellung der Säureadditionssalze der erfindungsgemäßen Verbindung erfolgt in üblicher Weise zum Beispiel durch Lösen des Betains in wäßriger Säure und Ausfällen des Salzes mit einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel wie Methanol, Ethanol, Aceton, Acetonitril. Man kann auch äquivalente Mengen Betain und Säure in Wasser oder einem Alkohol wie Glykolmonomethylether erhitzen und anschließend bis zur Trockne eindampfen oder das ausgefallene Salz absaugen. Als pharmazeutisch verwendbare Salze sind beispielsweise die Salze der Salzsäure, Schwefelsäure, Essigsäure, Glykolsäure, Milchsäure, Bernsteinsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Methansulfonsäure, 4-Toluolsulfonsäure, Galacturonsäure, Gluconsäure, Embonsäure, Glutaminsäure oder Asparaginsäure zu verstehen.
Die Alkali- oder Erdalkalisalze der erfindungsgemäßen Chinoloncarbonsäure werden beispielsweise durch Lösen des Betains in unterschüssiger Alkali- oder Erdalkalilauge, Filtration von ungelöstem Betain und Eindampfen des Filtrats bis zur Trockne erhalten. Pharmazeutisch geeignet sind Natrium-, Kalium- oder Calciumsalze. Durch Umsetzung eines Alkali- oder Erdalkalisalzes mit einem geeigneten Silbersalz wie Silbernitrat werden das entsprechende Silbersalz erhalten.
Die erfindungsgemäße Verbindung wirkt stark antibiotisch und zeigt bei geringer Toxizität ein breites antibakterielles Spektrum gegen grampositive und gramnegative Keime, insbesondere gegen Enterobakterien; vor allem auch gegen solche, die resistent sind gegen verschiedene Antibiotika, wie z. B. Penicilline, Cephalosporine, Aminoglykoside, Sulfonamide, Tetracycline.
Diese wertvollen Eigenschaften ermöglichen ihre Verwendung in antimikrobiellen Mitteln, insbesondere als Chemotherapeutika in der Medizin.
Die erfindungsgemäße Verbindung ist gegen ein sehr breites Spektum von Mikroorganismen wirksam. Mit ihrer Hilfe können gramnegative und grampositive Bakterien und bakterienähnliche Mikroorganismen bekämpft sowie die durch diese Erreger hervorgerufenen Erkrankungen verhindert, gebessert und/oder geheilt werden. Gleichzeitig ist die erfindungsgemäße Verbindung mit einer LD₅₀ (Maus i. v.) von 150 mg/kg innerhalb therapeutischer Dosisbereiche toxikologisch unbedenklich.
Die erfindungsgemäße Verbindung zeichnet sich durch verstärkte Wirkung auf ruhende und resistente Keime aus. Bei ruhenden Bakterien, also Bakterien, die kein nachweisbares Wachstum zeigen, wirken die Verbindungen weit unterhalb von Konzentrationen bisher bekannter Substanzen. Dies bezieht sich nicht nur auf die einzusetzende Menge, sondern auch auf die Geschwindigkeit der Abtötung. Solche Ergebnisse konnten bei grampositiven und -negativen Bakterien, insbesondere bei Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecalis und Escherichia coli beobachtet werden.
Auch gegenüber Bakterien, die gegenüber vergleichbaren Substanzen als weniger empfindlich eingestuft werden, insbesondere resistenten Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa und Enterococcus faecalis zeigt die erfindungsgemäße Verbindung überraschende Wirkungssteigerungen.
Besonders wirksam ist die erfindungsgemäße Verbindung gegen Bakterien und bakterienähnliche Mikroorganismen. Sie ist daher besonders gut zur Prophylaxe und Chemotherapie von lokalen und systemischen Infektionen in der Human- und Tiermedizin geeignet, die durch diese Erreger hervorgerufen werden.
Die Verbindung eignet sich auch zur Bekämpfung von Protozoonosen und Helminthosen.
Die erfindungsgemäße Verbindung kann in verschiedenen pharmazeutischen Zubereitungen angewendet werden. Als bevorzugte pharmazeutische Zubereitungen seien Tabletten, Dragees, Kapseln, Pillen, Granulate, Suppositorien, Lösungen, Suspensionen und Emulsionen, Pasten, Salben, Gele, Cremes, Lotions, Puder und Sprays genannt.
Sie zeigt im Vergleich zu bekannten, strukturähnlichen Verbindungen eine verbesserte Wirkung:
(MHK-Werte in µg/ml; Agarverdünnungstest im Multipoint-Inokulator (Denley); Isosensitest-Agar).
Tabelle
Herstellung der Zwischenprodukte Beispiel A [S,S]-2,8-Diazabicyclo[4.3.0]nonan 1) [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabiyclo[4.3.0]nonan Methode I a) Trennung der diastereomeren Salze
3,0 g (20 mmol) D(-)-Weinsäure werden in 10 ml Dimethylformamid durch Erwärmen auf 80°C gelöst und mit einer Lösung von 2,16 g (10 mmol) cis-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan in 3 ml Dimethylformamid versetzt. Es wird 1 Stunde bei 0°C nachgerührt, dann wird abgesaugt und mit Dimethylformamid und Methoxyethanol gewaschen.
Ausbeute: 1,93 g,
Schmelzpunkt: 146-151°C,[α] = -19,3° (c = 1, H₂O).
Durch einmaliges Umkristallisieren aus Methoxyethanol wird diastereomerenreines [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan-D-tartrat erhalten.[α] = -22,7° (c = 1, H₂O),
Schmelzpunkt: 148-155°C.
b) Freisetzung der Base
40 g [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan-D-tartrat werden in 250 ml Wasser gelöst und mit 32 g 45%iger Natronlauge versetzt. Das ausfallende Öl wird in 150 ml tert.-Butyl-methylether aufgenommen, die wäßrige Phase nochmals mit 150 ml tert.-Butyl-methylether extrahiert und die vereinigten organischen Phasen nach dem Trocknen über Natriumsulfat eingeengt. Dann wird im Vakuum destilliert.
Ausbeute: 18,5 g [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan,
Siedepunkt: 107-109°C/0,1 mbar,[α] = 17,3° (unverdünnt).
Methode II
75,0 g (0,5 mol) L(+)-Weinsäure werden bei 80°C in 250 ml Dimethylformamid gelöst und 54,1 g (0,25 mol) cis-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan als Lösung in 75 ml Dimethylformamid zugetropft. Es wird langsam auf 20°C abgekühlt und die Kristallsuspension 1 Stunde nachgerührt. Die Kristalle ([R,R]-8-Benzyl-2,8- diazabicyclo[4.3.0]nonan-L-tartrat) werden abgesaugt und das Filtrat am Rotationsverdampfer eingeengt. Der Rückstand wird in 500 ml Wasser gelöst und mit 63 g 45%iger Natronlauge wie unter Methode I beschrieben aufgearbeitet.
Ausbeute: 25,2 g [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan;
das Produkt enthält 3,6% des R,R-Enantiomeren (nach Derivatisierung mit Chlorameisensäure-menthylester gaschromatographisch bestimmt).
Die Verbindung kann nach Methode I mit D(-)-Weinsäure zu diastereomerenreinem [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan-D-tartrat umgesetzt werden. Ein Umkristallisieren ist dabei nicht erforderlich.
Methode III
Zu einer Lösung von 102,9 g (0,685 mol) L(+)-Weinsäure in 343 ml Dimethylformamid werden bei 80 bis 90°C 73,6 g (0,34 mol) cis-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo- [4.3.0]nonan als Lösung in 111 ml Dimethylformamid getropft. Man impft mit [R,R]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan-L-tartrat an und kühlt langsam bis auf 18°C Innentemperatur ab. Die Kristalle werden abgesaugt, das Filtrat mit [S.S]-8- Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan-L-tartrat angeimpft und bis zur vollständigen Kristallisation gerührt. (Aus der Mutterlauge kann nach Einengen und Freisetzung der Base wie unter Methode I beschrieben durch Aufreinigung mit D(-)-Weinsäure [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan-D-tartrat erhalten werden.) Dann wird abgesaugt, mit Dimethylformamid und Isopropanol gewaschen und an der Luft getrocknet. Die Kristalle werden aus 88%igem Ethanol umkristallisiert. Es werden 52 g [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4,3.0]nonan-L-tartrat-trihydrat erhalten.
Schmelzpunkt: 201-204°C,[α] = +5,2° (c = 1, H₂O).
Das Salz kann wie unter Methode I (Freisetzung der Base) beschrieben zu enantiomerenreinem [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan verarbeitet werden.
Methode IV a) Enantiomerentrennung von cis-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicyclo[4.3.0] nonan zu [1S,6R]-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan
Man verfährt analog Beispiel B (Methode II/a), wobei als chirales Hilfsreagens D(-)-Weinsäure verwendet wird, oder man verfährt wie folgt:
Mutterlauge und Waschlauge von [1R,6S]-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicyclo [4.3.0]nonan-L-tartrat (aus Beispiel B, Methode II/a) werden zusammen eingeengt, in Wasser aufgenommen und dreimal mit Toluol extrahiert. Die Toluolphasen werden verworfen. Die wäßrige Phase wird mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung versetzt, bis ein pH-Wert von 7 bis 8 erreicht ist, anschließend viermal mit Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten Methylenchloridphasen werden über Magnesiumsulfat getrocknet und eingeengt.
Ausbeute: 14,4 g (60% der Theorie des ursprünglich eingesetzten racemischen cis-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonans).[α]: -4,5° (c = Ethanol).
Diese 14,4 g (59 mmol) werden mit 8,6 g (57 mmol) D(-)-Weinsäure aus 120 ml Ethanol analog Beispiel B (Methode II/a) kristallisiert.
Ausbeute: 8,9 g (77% der Theorie) [1S, 6R]-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8- diazabicyclo[4.3.0]nonan-D-tartrat.[α]: -46,2° (c = 0,5, 1n HCl);
nach Umkristallisation aus einer Mischung Ethanol/Glykolmonomethylether erfolgt eine weitere Reinigung:[α]: -59,3° (c = 0,5, 1n HCl).
5,0 g (12,7 mmol) des auf diese Weise erhaltenen diastereomerenreinen Tartrats wurden, wie unter Beispiel B, Methode II/a beschrieben, in das freie Amin überführt:
Ausbeute: 3,0 g (96% der Theorie) [1S,6R]-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-di azabicyclo[4.3.0]nonan, Schmelzpunkt: 60-61°C,[α]: -22,2° (c = 5, Ethanol).
Gaschromatographisch wurde nach Derivatisierung mit Chlorameisensäurementhylester ein Enantiomerenüberschuß von 96,6%ee ermittelt.
b) Reduktion von [1S,6R]-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan zu [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan
Man verfährt analog Beispiel B (Methode II, b), wobei als Edukt jedoch [1S,6R]-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicylo[4.3.0]nonan eingesetzt wird.
Das nach der Aufarbeitung erhaltene Rohprodukt erwies sich bei der Derivatisierung mit Chlorameisensäurementhylester als [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan. Eine Racemisierung wurde bei der Reduktion nicht beobachtet.
[S,S]-2,8-Diazabicyclo[4.3.0]nonan
28,4 g (0,131 mol) [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan werden in 190 ml Methanol über 5,8 g Palladium auf Aktivkohle (5%) bei 90°C und 90 bar innerhalb von 5 Stunden hydriert. Dann wird der Katalysator abgesaugt, mit Methanol gewaschen und das Filtrat am Rotationsverdampfer eingeengt. Der Rückstand wird ohne zu fraktionieren destilliert.
Ausbeute: 15,0 g (90,5% der Theorie) [S,S]-2,8-Diazabicyclo[4.3.0]nonan, Siedepunkt: 44-59°C/0,18 mbar,[α] = -2,29° (unverdünnt),
ee <99% (gaschromatographisch nach Derivatisierung mit Mosher's Reagenz bestimmt).
Methode V
3,75 g (25 mmol) L(+)-Weinsäure werden in 50 ml Dimethylformamid bei 80°C gelöst vorgelegt und 10,82 g (50 mmol) cis-8-Benzyl-2,8-diaza bicyclo[4.3.0]nonan als Lösung in 15 ml Dimethylformamid zugetropft. Man impft mit [R,R]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]-nonan-L-tartrat an und rührt eine Stunde bei circa 72°C, um die Kristallkeim-Bildung zu vervollständigen. Dann wird langsam auf 15°C abgekühlt, abgesaugt und zweimal mit jeweils 13 ml Dimethylformamid gewaschen. Die vereinigten Filtrate werden auf 80°C erhitzt und mit weiteren 3,75 g (25 mmol) L(+)-Weinsäure versetzt. Es wird noch bis auf 119°C erhitzt, bis eine klare Lösung entstanden ist, und wieder langsam auf Raumtemperatur unter Animpfen mit [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabicylo[4,3,0]nonan-L-tartrat abgekühlt. Die Kristalle werden abgesaugt, nacheinander mit Dimethylformamid, 2-Methoxy-ethanol und Ethanol gewaschen und an der Luft getrocknet.
Ausbeute: 9,59 g,
Schmelzpunkt: 188 bis 192°C.
Die Kristalle werden aus 95 ml 80%igem Ethanol umkristallisiert. Es werden 8,00 g [S,S]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan-L-tartrat-trihydrat (76% der Theorie) erhalten, das bei 112 bis 118°C unter Aufschäumen schmilzt, dann wieder erstarrt und bei 199 bis 201°C erneut schmilzt.[α] = 4,5° (c = 1, Wasser).
ee: 98,0% (gaschromatographisch nach Derivatisierung mit Chlorameisensäure-menthylester bestimmt).
Beispiel B [R,R]-2,8-Diazabicyclo[4.3.0]nonan 1) [R,R]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan Methode I
Die nach Beispiel A, Methode II erhaltenen Kristalle von [R,R]-8-Benzyl-2,8- diazabicyclo[4.3.0]nonan werden mit Dimethylformamid und Methoxyethanol gewaschen (49,2 g) und aus 300 ml Methoxyethanol umkristallisiert. Es werden 45,6 g enantiomerenreines [R,R]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan-L-tartrat erhalten (Enantiomerenreinheit gaschromatographisch nach Derivatisierung mit Chlorameisensäure-menthylester bestimmt).
Schmelzpunkt: 121-124°C,[α] = +22,3° (c = 1, H₂O).
Das Salz (44,5 g) wird wie in Beispiel A, Methode Ib beschrieben, in die freie Base überführt. Es werden 20,2 g [R,R]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan erhalten.
Siedepunkt: 107-111°C/0,04 mbar,[α] = ä17,5° (unverdünnt).
Methode II a) Enantiomerentrennung von cis-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicyclo[4.3.0]-nonan zu [1R,6S]-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan
24,1 g (98,8 mmol) cis-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan werden in einer Mischung aus 410 ml Ethanol und 25 ml Acetonitril in einem Dreihalskolben unter Rühren zum Rückfluß erhitzt. Anschließend gibt man 14,8 g (98,8 mmol) L(+)-Weinsäure auf einmal zu. Nachdem sich die gesamte Menge Weinsäure vollständig gelöst hat, wird zunächst die Heizung abgestellt, der Kolben aber im Ölbad gelassen. Wenn das System sich soweit abgekühlt hat, daß die Lösung nicht mehr siedet, wird der Rührer abgestellt. Bei einer Temperatur von 50°C erfolgt Kristallisation auf Zugabe von Impfkristallen. Nach Stehen über Nacht und Abkühlung auf Raumtemperatur werden die ausgefallenen Kristalle abgesaugt und mit wenig Ethanol/Petrolether (1 : 1) gewaschen und 2 Stunden bei 80°C getrocknet.
Ausbeute: 9,8 g (50% der Theorie) [1R,6S]-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan-L-tartrat,[α] = +47,7° (c = 0,5, 1n HCl).
Durch zweimaliges Umkristallisieren aus einer Mischung von Ethanol und Glykolmonomethylether läßt sich die Verbindung noch weiter reinigen:[α] = +58,6° (c = 0,5, 1n HCl).
¹H-NMR (DMSO): 7,22-7,35 (2m, 2H, Aryl-H); 4,55 (s, 2H, Benzyl-CH₂); 4,28 (s, 2H, Weinsäure-CH); 3,91 (d, 1H, 1-CH); 2,97 (dd, 1H, 6-CH); 2,53-2,66 (m, 2H, 3-CH₂); 1,78 und 1,68 (2m, 2H, 5-CH₂); 1,42 und 1,28 ppm (2m, 2H, 4-CH₂).
C₁₈H₂₂N₂O₈ (394):
Berechnet: C 54,4, H 5,6, N 7,1, O 32,5
Gefunden: C 54,7, H 5,8, N 7,1, O 32,4
Die Bestimmung der Absolutkonfiguration erfolgte über eine Röntgenstrukturanalyse:
3,6 g (9,1 mmol) des auf diese Weise erhaltenen diastereomerenreinen Tartrats werden zur Freisetzung der Base in Wasser gelöst und mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung versetzt, bis ein pH-Wert von 7 bis 8 erreicht ist. Die wäßrige Lösung wird viermal mit je 20 ml Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten Methylenchloridphasen werden über Magnesiumsulfat getrocknet und eingeengt.
Ausbeute: 2,2 g (99% der Theorie) [1R,6S]-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan,
Schmelzpunkt: 60-61°C,[α]: +21,8° (c = 5, Ethanol).
Gaschromatographisch wurde nach Derivatisierung mit Chlorameisensäurementhylester ein Enantiomerenüberschuß von 93,8% ee ermittelt.
b) Reduktion von [1R,6S]-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan zu [R,R]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan
In einem ausgeheizten Kolben werden unter N₂ 0,34 g (9 mmol) Lithiumaluminiumhydrid in 18 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran vorgelegt und 0,73 g (3 mmol) [1R,6S]-8-Benzyl-7,9-dioxo-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan als Lösung in 3 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran zugetropft. Dann wird 16 Stunden unter Rückflußkühlung gekocht. Die Aufarbeitung erfolgt durch Zutropfen von 0,34 ml Wasser in 10 ml Tetrahydrofuran, 0,34 ml 10%ige Natronlauge sowie 1,02 ml Wasser. Der Niederschlag wird abgesaugt, mit Tetrahydrofuran gewaschen und das Filtrat eingeengt. Es bleiben 0,7 g rohes [R,R]-8-Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan zurück (GC-Gehalt: 99%).
Bei der gaschromatographischen Bestimmung der Enantiomerenreinheit mit Chlorameisensäurementhylester konnte keine Racemisierung festgestellt werden.
[R,R]-2,8-Diazabicyclo[4.3.0]nonan
Nach der Vorschrift von Beispiel A, 2 werden 19,4 g (0,09 mol) [R,R]-8- Benzyl-2,8-diazabicyclo[4.3.0]nonan hydriert.
Ausbeute: 9,61 g (85%) [R,R]-2,8-Diazabicyclo[4.3.0]nonan,
Siedepunkt: 45-58°C/0,08 mbar,[α] = +2,30° (unverdünnt).
Herstellung der Wirkstoffe Beispiel 1 1-Cyclopropyl-7-([S,S]-2,8-diazabicyclo[4.3.0]non-8-yl)-6,8-difluor--1,4-dihydro-4- oxo-3-chinolincarbonsäure
141,5 g (0,5 mol) 1-Cyclopropyl-6,7,8-trifluor-1,4-dihydro-4-oxo-3-chinolincarbonsäure- werden in einer Mischung aus 1500 ml Acetonitril und 750 ml Dimethylformamid in Gegenwart von 55 g (0,5 mol) 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan mit 69,25 g (0,55 mol) (+)-[S,S]-2,8-Diazabicyclo[4.3.0]nonan (ee 99,5%, GC 99,8%ig) 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt. Die Suspension wird abgekühlt, der Niederschlag abgesaugt, mit Wasser gewaschen und anschließend noch mit 1 l Wasser verrührt (pH 7). Man saugt ab und trocknet bei 60°C im Umluftschrank.
Ausbeute: 163,4 g (84% der Theorie),
Schmelzpunkt: 249-251°C (unter Zersetzung).
Beispiel 2 (-)-1-Cyclopropyl-7-([S,S]-2,8-diazabicyclo[4.3.0]non-8-yl)-6,8-difl-uor-1,4-dihydro- 4-oxo-3-chinolincarbonsäure-Hydrochlorid
6,0 g (15,4 mmol) 1-Cyclopropyl-7-([S,S]-2,8-diazabicyclo[4.3.0]non-8-yl)-6,8- difluor-1,4-dihydro-4-oxo-3-chinolincarbonsäure werden in 40 ml halbkonzentrierter Salzsäure bei 60°C gelöst und die Lösung des Hydrochlorids filtriert. Das Filtrat wird bis auf die Hälfte eingeengt, in Eis gekühlt und mit 40 ml Ethanol versetzt. Das gelbe Kristallisat wird abgesaugt, mit Ethanol gewaschen und bei 60°C im Hochvakuum getrocknet, wobei sich die Farbe aufhellt. Man erhält 5,51 g (84% der Theorie) des Hydrochlorids, das bereits sehr rein ist.
Zur weiteren Reinigung löst man es in 50 ml Wasser in der Hitze. Die gelbe Lösung wird mit 5 ml halbkonzentrierter Salzsäure versetzt, in Eis gekühlt, das ausgefallene Kristallisat abgesaugt, gut mit Ethanol gewaschen und zunächst bei Raumtemperatur und danach im Hochvakuum bei 100°C getrocknet.
Ausbeute: 4,64 g (70,8% der Theorie),
Schmelzpunkt: 324-325°C (unter Zersetzung),
DC (Kieselgel, Dichlormethan/Methanol/17%iges wäßriges Ammoniak = 30 : 8 : 1) : einheitlich, Rf-Wert: 0,3,[α]: -256° (c = 0,5, H₂O),
Gehalt (HPLC): 99,4%ig,
C₂₀H₂₁F₂N₃O₃ · HCl (425,5):
Berechnet: C 56,4, H 5,2, N 9,9, Cl 8,3,
Gefunden: C 56,3, H 5,4, N 9,8, Cl 8,3.
Beispiel 3 1-Cyclopropyl-7-([S,S)-2,8-diazabicyclo[4.3.0]non-8-yl)-6,8-difluor--1,4-dihydro- 4-oxo-3-chinolincarbonsäure-Methansulfonat
3,9 g (10 mmol) 1-Cyclopropyl-7-([S,S]-2,8-diazabicyclo[4.3.0]non-8-yl)-6,8- difluor-1,4-dihydro-4-oxo-3-chinolincarbonsäure werden in 90 ml Ethanol bei etwa 90°C vorgelegt und bei dieser Temperatur mit 1,2 g (12,5 mmol) Methansulfonsäure versetzt, wobei das Betain in Lösung geht. Man rührt ohne Heizung nach, saugt das ausgefallene Salz ab, wäscht mit Ethanol, kristallisiert aus Ethanol um und trocknet bei 90°C im Hochvakuum.
Ausbeute: 2,83 g (58% der Theorie),
Schmelzpunkt: 241-243°C (unter Zersetzung),[α]: -220° (c = 0,5, H₂O).
Beispiel 4 1-Cyclopropyl-7-([S,S]-2,8-diazabicyclo[4.3.0]non-8-yl)-6,8-difluor--1,4-dihydro- 4-oxo-3-chinolincarbonsäure-4-Toluolsulfonat
3,9 g (10 mmol) 1-Cyclopropyl-7-([S,S]-2,8-diazabicyclo[4.3.0]non-8-yl)-6,8- difluor-1,4-dihydro-4-oxo-3-chinolincarbonsäure werden in 90 ml Ethanol bei etwa 90°C vorgelegt und bei dieser Temperatur mit 2,4 g (12,6 mmol) 4-Toluolsulfonsäure-Hydrat versetzt, wobei das Betain in Lösung geht. Man rührt ohne Heizung nach, engt auf etwa die Hälfte ein, kühlt in Eis ab, saugt das ausgefallene Salz ab, wäscht mit Ethanol, kristallisiert aus Ethanol um und trocknet bei 90°C im Hochvakuum.
Ausbeute: 3,75 g (66,8% der Theorie),
Schmelzpunkt: 243-245°C (unter Zersetzung),[α]: -192° (c = 0,5, H₂O).

Claims (9)

1. 1-Cyclopropyl-7-([S,S]-2,8-diazabicyclo[4.3.0]non-8-yl)-6,8-difluor--1,4- dihydro-4-oxo-3-chinolincarbonsäure sowie ihre pharmazeutisch verwendbaren Hydrate und Säureadditionssalze sowie deren Alkali-, Erdalkali-, Silber- und Guanidiniumsalze.
2. Stoffe gemäß Anspruch 1 zur Bekämpfung von Krankheiten.
3. Stoffe gemäß Anspruch 1 zur Bekämpfung von bakteriellen Infektionen.
4. Arzneimittel enthaltend Stoffe gemäß Anspruch 1.
5. Antibakterielle Mittel enthaltend Stoffe gemäß Anspruch 1.
6. Verwendung der Stoffe gemäß Anspruch 1 bei der Bekämpfung von Krankheiten.
7. Verwendung der Stoffe gemäß Anspruch 1 bei der Herstellung von Arzneimitteln.
8. Verwendung der Stoffe gemäß Anspruch 1 bei der Bekämpfung von bakteriellen Infektionen.
9. Verwendung der Stoffe gemäß Anspruch 1 bei der Herstellung von Arzneimitteln zur Bekämpfung von bakteriellen Infektionen.
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