DK142144B - Fremgangsmåde til fremstilling af 7-alfa-aminoacetamido-cephalosporin-4-carboxylsyrederivater. - Google Patents

Description

H2K4

Den foreliggende opfindelse angår en særlig fremgangsmåde til fremstilling af 7-oi-aminoacetamido-cephalosporin-4-carboxylsyre-derivater.

Der kendes mange cephalosporinantibiotika med en a-aminoacet-05 amidosubstituent, jfr. f.eks. britiske patentskrifter nr. 985.747, I.I74.335, I.265.315, 1.276.314, 1.283.811, I.284.227 og 1.288.282.

De kendte forbindelser, som er omhandlet i disse og mange andre patentbeskrivelser, kan angives ved den almene formel: 10 R-NH·-1-S S\ 0 J (Ky^-CH^R1 COOR2 15 i hvor R betegner hydrogen, hydroxy, acyloxy eller en thiosubsti-tuent, såsom en heterocyklisk thiogruppe, R betegner hydrogen eller en carboxylsyrebeskyttende gruppe, og R betegner gruppen q q 20 R -CH-CO, hvor R er en delvist eller fuldstændigt umættet nh2 cyklisk hydrocarbylgruppe eller heterocyklisk gruppe. De ovennævnte forbindelser kan fremstilles ved at omsætte den tilsvarende forbindelse, 2 hvor R betegner hydrogen, og R betegner en carboxylsyrebeskyt-25 tende gruppe, med en aktiveret form af syren:

R1 2-CH-COOH

NH

i4 R* 30 4 hvor R har den ovenfor angivne betydning, og R betegner en aminbeskyttende gruppe, og derefter at fjerne den aminbeskyttende gruppe og om ønsket de-esterificere det resulterende produkt til

O

35 dannelse af den tilsvarende forbindelse, hvor R betegner hydrogen.

2

En egnet aminbeskyttende gruppe R er enaminen dannet ved om- 142H4 2 sætning med en passende β-dicarbonylforbindelse, men nyttigheden af den beskyttende gruppe kan undertiden forringes på grund af problemer forbundet med isoleringen af det ønskede produkt, som følger efter spaltningen af enaminen. Som følge af reaktiviteten af 05 β-dicarbonyiforbindelsen, der regenereres ved spaltningsreaktionen, kan den således genreagere med a-aminoacetaminoforbindelsen under påfølgende rensnings- og isoleringstrin, hvilket forårsager formindskelse af udbyttet. Dette problem kan løses ved at udføre enamin-spaltningen på en sådan måde, at den frie aminocephalosporinester 10 udfældes fra reaktionsopløsningsmidlet, efterladende den regenererede β-dicarbonylforbindelse i moderluden, og derpå de-esterificeres, renses og isoleres. Medens sidstnævnte fremgangsmåde fjerner det ovennævnte første problem, løser det ikke problemet med formindsket udbytte, da indførelsen af det yderligere trin med isolering af den 15 frie aminoester med formel I i sig selv bevirker et lige så stort, om ikke større tab i udbytte.

Den foreliggende opfindelse tilvejebringer en forbedret fremgangsmåde til fremstilling af 7-a-aminoacetamido-cephalosporin-4-carbonyl-syrederivater med den almene formel I: 20 n

Rx-CH-C- nh2 1

_N

o/

COOH

hvori Rx betegner phenyl eller 1,4-cyclohexadienyI.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at man 30 1) omsætter en 7-aminocephalosporin-4-carboxylsyre-ester med den almene formel:

H2NnN_//<SvN

II

35 /- C00R2 2 3

U21M

hvori R betegner en esterdannende gruppe, eller et syreadditions-salt deraf, med en forbindelse med den almene formel:

Rx —CH—CO„H

05 | NH 111 I 9 7

C = CH— C — R

i 10 CH3 hvori Rx har den ovenfor anførte betydning, og R^ betegner C-j_^alkyl ell$r C^aikoxy, hvilken forbindelse er en aktiveret form af en a-aminoeddikesyre, hvis aminogruppe er beskyttet ved omsæt-15 ning med en β-dicarbonylforbindelse, 2) spalter den aminobeskyttende gruppe fra den resulterende 7-a-aminoacetamido-cephalosporinforbindelse til frembringelse af en forbindelse med den almene formel: 20 i!

Rx-JH—C-NH S S\ nh2 i 25

25 COOR

2 hvori Rx har den ovenfor anførte betydning, og R' betegner hydrogen eller en esterdannende gruppe, 30 3) tilsætter en hydrazin eller semicarbazid i en mængde, som er tilstrækkelig til at modvirke genomsætning af β-dicarbonylforbindeisen dannet ved spaltningen af den aminobeskyttende gruppe, med den under trin 2) dannede 7-of-aminoacetamido-cephaiosporinforbindelse, 35 °9 142144 4 4) om nødvendigt, de-esterificerer en eventuelt dannet cephalosporin-ester til frembringelse af den ønskede 7-a-aminoacetamido-cephalo-spor in -4-carboxy I sy re.

I trin 1) beskyttes α-aminosubstituenten ved enamindannelse.

05 Fortrinsvis udføres acyleringen i et dipolært aprot opløsningsmiddel såsom dimethylformamid eller acetonitril. Acyleringen udføres normalt ved en temperatur på ca. 0°C eller derunder, og mest fordelagtigt ved en temperatur i intervallet fra -15°C til -50°C.

I den 7-aminocephalosporin-4-carboxylsyreester (II), som acyl-10 eres, kan et syreadditionssalt f.eks. være hydrochlorid- eller tosylat-saltet, og R kan betegne enhver af de grupper, som i almindelighed anvendes til beskyttelse af carboxylsyrefunktionen i et cephalosporin-molekyle. Eksempler på sådanne grupper er benzyl, p-nitrobenzyl, p-methoxybenzyl, 3,5-dimethoxybenzyl, diphenylmethyl, 2,2,2-tri-15 chloroethyl, t-butyl, phenacyl, benzyloxymethyl og tetrahydropyranyl.

Mest fordelagtigt er forbindelsen med formel II, p-nitrobenzyl-7--aminodesacetoxycephalosporanat.

Den i trin 1) anvendte forbindelse med den almene formel III fremstilles let ved at man omsætter en syre med formlen

20 Rx-CH-COOH

NH2 eller et salt deraf med en β-dicarbonylforbindelse med formlen CHg-CO-CF^-CO-R^. Da of-carbonatomet i syren med formel III er et 25 asymmetrisk carbonatom, kan syren eksistere i to optisk aktive isomere former, D- og L-former, såvel som i form af en racemisk blanding.

Som det vil kunne forstis, bibeholdes konfigurationen af a-carbonatomet i syren med formel III uforandret under acyleringsreaktionen, og da D-formen af cephalosporinslutproduktet foretrækkes, foretrækkes 30 det også at anvende en syre med formel III, som befinder sig på D-formen. Mest fordelagtigt anvendes D-formen af en syre med formel III, hvor R^ betegner methoxy.

Som angivet ovenfor er forbindelsen III en aktiveret form af en oi-aminoeddikesyre. Denne aktiverede form kan være syrechloridet 35 eller anhydridet, men er fortrinsvis et blandet anhydrid, f.eks. dannet ved omsætning af et C-|_^ alkylchlorformiat, især methylchlorformiat med et salt af den særlige syre.

142144 5 I trin 2) fjernes den aminobeskyttende gruppe pi i og for sig kendt måde, f.eks. ved syrehydrolyse under anvendelse af fortyndet eddikesyre eller saltsyre. Efter hydrolysen opnås den frie 7-a-amino-acetamidocephalosporin sammen med den regenererede β-dicarbonyl-05 forbindelse, der oprindeligt anvendtes til beskyttelse af a-aminoeddike-syren. Herefter tilsættes i trin 3) tilstrækkeligt hydrazin eller semi-carbazid til at modvirke genomsætning af β-dicarbonylforbindeisen med oi-aminogruppen i 7-acetaminocephalosporinen. Hydrazinen vil normalt blive anvendt i ækvimolære forhold med hensyn til β-di-10 carbonylforbindelsen, men om ønsket kan der anvendes et overskud deraf.

Efter dette trin de-esterificeres i trin 4) om nødvendigt den resulterende cephalosporinester på sædvanlig mide, f.eks. ved behandling med vandig eddikesyre og zinkstøv, behandling med vand-15 fri trifluoreddikesyre, behandling med zink og vandig mineralsyre, såsom saltsyre eller ved hjælp af enhver anden mild hydrolyse- eller hydrogenolysereaktion, afhængende af estergruppen, som skal fjernes.

Det vil derfor ses, at den til spaltning af den enaminbeskyttende gruppe i trin 2) anvendte syrehydrolyse eller hydrogenolyse i mange 20 tilfælde også vil fremkalde den ønskede de-esterificering, og det er et foretrukket træk ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, at ester-og enamingrupperne, som anvendes til beskyttelse af reaktanterne med hhv. formel II og III, bør være udvalgt således, at en sådan 2 samtidig fjernelse tillades. Hvis R f.eks. betegner p-nitrobenzyl, 25 og betegner methoxy, vil anvendelsen af zink og saltsyre i trin 2) samtidig afblokere amino- og carboxyfunktionerne til direkte dannelse af den ønskede 7-a-aminoacetamidocephalosporin-4-carboxylsyre, som efter tilsætning af hydrazinforbindelsen til reaktionsblandingen kan renses og isoleres på konventionel måde.

30 Som en foretrukket anvendelse af fremgangsmåden ifølge opfind elsen kan nævnes fremstillingen af den antibiotiske cephalosporin kendt som cephalexin, dvs. forbindelsen med formlen: 35 6 142U4 ^-CH-CO-NH —i-|^δΧν 05 V=l/NH2 I-N CH„ q/ ^

COOH

10 Ved fremstilling af cephalexin ved fremgangsmåden ifølge op findelsen omsættes fortrinsvis p-nitrobenzylesteren af 7-aminodes-acetoxycephalosporansyre med et blandet anhydrid af N-(2-methoxy-carbonyl-1-methylvinyl)-D-a-phenylglycin i dimethylformamid, idet den resulterende p-nitrobenzylester af 7-[N-(2-methoxycarbonyl-1-15 -methylvinyl)-D-ci-aminophenylacetamido]desacetoxycephalosporansyre reduceres i et surt medium til fjernelse af diamino- og car boxy beskyttende grupper, hvorefter en hydrazinforbindelse tilsættes i tilstrækkelig mængde til at modvirke genomsætning af methylacetoacetatet med den således fremstillede cephalexin, og sidstnævnte forbindelse iso-20 leres så på konventionel måde til dannelse af cephalexin med en høj grad af renhed. Især er den resulterende cephalexin i alt væsentligt fri for de aromatiske aminurenheder, som kan være til stede i cephalexin fremstillet ved hjælp af kendte fremgangsmåder, som indebærer en aminbeskyttet phenylglycinacylering af p-nitrobenzylesteren af 25 7-aminodesacetoxycephalosporansyre. Skønt sådanne fra teknikken kendte fremgangsmåder kan give cephalexin i højt udbytte, gør nærværelsen af de førnævnte aromatiske aminurenheder cephalexinen uanvendelig uden omfattende yderligere rensningstrin, som bevirker et hurtigt generelt udbyttetab og væsentlige yderligere omkostninger.

30 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen belyses i det følgende nærmere ved eksempler.

Eksempel 1

Til en 1-liter kolbe indeholdende dimethylformamid ved 0°C 35 sattes 24,8 g natrium N-(2-methoxycarbony!-1-methylviny!)-D-oi- -phenylglycin (fremstillet ud fra natrium D-a-phenylglycin og methylacetoacetat. Blandingen afkøledes til -40°C, og methylchlor-

U2UA

7 formiat (7,5 ml) og dimethylbenzylamin (0,26 ml) tilsattes. Efter omrøring i 25 minutter tilsattes p-nitrobenzyl 7-aminodesacetoxycephalo-sporanat (32,8 g) i form af hydrochloridsaltet deraf efterfulgt af triethylamin (12,1 ml) og dimethylformamid (140 ml) i løbet af et 05 tidsrum på 20 minutter. Reaktionsblandingen omrørtes i 2 timer ved -25 til -35°C og opvarmedes derpå til 0°C, og vand (32 ml) tilsattes.

Til den resulterende opløsning sattes saltsyre (54 ml) efterfulgt af zink (21,8 g) i portioner i løbet af et tidsrum på 5 minutter, idet temperaturen holdtes ved 5-10°C. Yderligere saltsyre (35 ml) tilsattes, 10 og opløsningen omrørtes ved 15-20°C i 7 timer.

pH-værdien indstilledes til 3,3 med triethylamin, og semicarbazid-hydrochloridet (9,5 g) tilsattes. Blandingens pH-vaerdi indstilledes tilbage til pH 3 med yderligere triethylamin og omrørtes i 30 minutter ved pH 3. Den resulterende blanding indstilledes langsomt i løbet af 15 4 timer til pH 6,8 ved tilsætning af triethylamin, idet der udførtes en podning, nlr en pH-værdi på 4,5 nåedes. Det udfældede cephalexin frafiltreredes, vaskedes med dimethylformamid (200 ml), og den udvundne cephalexin udgør 75%.

20 Eksempel 2

Den ovenstående fremgangsmåde gentoges, bortset fra, at trinnet med tilsætning af semicarbazidhydrochlorid udelodes. Udbyttet af cephalexin faldt til 48-52%, hvilket viser værdien af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

25

Eksempel 3

Den i krav 1 omhandlede fremgangsmåde gentoges, bortset fra at hydrazinhydratet (4,26 g) tilsattes i stedet for semicarbazidhydro-chloridet. Efter tilsætningen steg pH-værdien til 4,5-5,0, og reaktions-30 blandingen podedes og omrørtes i 30 minutter. pH-værdien hævedes derefter langsomt til 6,8 som beskrevet i eksempel 1, idet det udfældede cephalexin frafiltreredes, vaskedes med dimethylformamid og genvandtes i et udbytte på 70-75%.

35 Eksempel 4

Den i eksempel 1 omhandlede fremgangsmåde gentoges, bortset fra at natrium N-(2-methoxycarbonyl-1-methy!vinyl)-D-or-phenylglycin 142144 8 erstattedes med natrium N-(2-methoxycarbonyl-1-methylvinyl)-D-ci--cyclohex-1,4-dienylglycin. Et forbedret udbytte af cephradin opnåedes i sammenligning med det udbytte, som kan opnås, når fremgangsmåden udføres i fraværelse af semicarbazid.

Claims (2)

10 Y^-3 C00H hvori Rx betegner phenyl eller 1,4-cyclohexadienyl, KENDETEGNET ved, at man 15 1) omsætter en 7-aminocephalosporin-4-carboxylsyre-ester med den almene formel: H?IW I Γ I 11 20 /-γ«, C00R 2 p 25 hvori R betegner en esterdannende gruppe, eller et syreadditionssalt deraf, med en forbindelse med den almene formel: Rx—CH—C02H I III

30 NH I O II 7 C=CH— C—R' CH3 35 7 hvori Rx har den ovenfor anførte betydning, og R betegner C^_4alkyl eller C^alkoxy, hvilken forbindelse er en aktiveret form