DK143564B - Fremgangsmaade til fremstilling af 7-(alfa-(4-pyridylthio)acetamido)-cephalosporansyre-derivater - Google Patents

Description

(19) DANMARK ( w) . yp.ay

fl (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT oo 114-356*+B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. ^507/(51) IntCI.* C 07 D 501/06 (22) Indleveringsdag 22. aug. 19&9 (24) Løbedag 22. aug. 19¾ (41) Aim. tilgængelig 27· feb. 1970 (44) Fremlagt 7« sep. 19^1 (86) International ansøgning nr.

(86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag ~ (62) Sta mansøgning nr. -

(30) Prioritet 26. aug. 19^8, 755^44, US

(71) Ansøger BRISTOL-MYERS COMPANY, New York, US.

(72) Opfinder Herbert Horatiue Silvestri, US: David Aaron John= son, US.

(74) Fuldmægtig Th. Ostenfeld Patentbureau A/S.

(54) Fremgangsmåde til fremstilling af 7-(alfa-(4-pyridylthio)ac et aml= do)-cephalosporansyre-derivater.

Den foreliggende opfindelse angår en særlig fremgangsmåde til fremstilling af 7-[a-(4-pyridylthio)acetamido]-cephalosporansyre-derivater med formlen:

0 H

—S - CH " C - ^ 2 N A—ch2a 0 Γ

t i C0,H

O 2 Γ) o ± _ hvor A betegner hydrogen eller en acetoxygruppe eller farmaceutisk £ anvendelige, ikke-toxiske salte deraf.

3 2 1*3564

Disse forbindelser er kendte som antibakterielle midler, næringstilskud til dyrefoder, midler til behandling af mastitis i kvæg og terapeutiske midler for fjerkræ, dyr og mennesker, til behandling af infektiøse sygdomme forårsaget af Gram-positive og Gram-negative bakterier.

Teknikkens standpunkt omhandler mange eksempler på fremgangsmåder til acylering af 7-aminocephalosporansyre. Blandt litteraturreferencerne er USA-patenter nr. 3.079.314, 3.117.126, 3.140.282, 3.322.749, 3.322.750, 3.335.136, 3.365.449 samt britiske patenter nr. 932.644, 957.570, 959.054 og 1.073.996. Ingen af disse kendte fremgangsmåder er imidlertid velegnede til fremstilling af de her omhandlede 7-[a-(4-pyridylthio)acetamido]-cephalosporansyre-derivater, fordi acyleringsmidlet i så fald skulle indeholde en basisk nitrogenfunktion, der er i stand til at danne amider, og acyleringsmidlet ville herved kunne selvkondensere og frembringe polymere tjærestoffer og dekomponeringsprodukter. I et forsøg på at undgå disse problemer anviser beskrivelsen til dansk patentansøgning nr. 13/68 en to-trinsfremgangsmåde til fremstilling af de her omhandlede forbindelser, ved hvilken man først i sidekæden for 7-aminocephalosporansyre eller 3-methyl-7-aminocephalosporansyre indfører en halogenacetyl-gruppe, som derefter omsættes med en pyridylmercaptan. Det har nu vist sig, at man kan undgå denne forholdsvis komplicerede to-trins-fremgangsmåde. ved som acyleringsmiddel at anvende et syrehalogenid, hydrohalogenid. Herved forløber fremstillingen i ét trin under opnåelse af høje udbytter og uden den tidligere omtalte selvkondensation.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der er baseret på denne erkendelse, er ejendommelig ved, at man omsætter en forbindelse med formlen: 5 H2N--f > ch2a co2h

II

hvor A har den ovenfor anførte betydning, med et syrehalogenid, hydrohalogenid med formlen: 3 143564 HX · -S - CH2 - cf

III

hvor X betegner chlor, brom eller jod, i et organisk opløsningsmiddel i nærværelse af et overskud af en tertiær amin, hvorefter en fremstillet forbindelse om ønsket omdannes til et farmaceutisk anvendeligt, ikke-toksisk salt deraf.

De farmaceutisk anvendelige ikke-toksiske 4-carboxylsyre-salte omfatter metal-kationer såsom natrium, kalium, calcium og aluminium samt organiske amin-kationer såsom triethylamin, procain, di-benzylamin, N-benzyl-3-phenethylamin, 1-ephenamin, N,N'-dibenzyl-ethylendiamin, dehydroabietylamin, N,N'-bis-dehydroabietylethylendia-min, N-(lavere)alkylpiperidiner, f.eks. N-ethylpiperidin, samt andre aminer, der har været anvendt til at danne salte med benzylpenicillin.

Da de ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede forbindelser er i stand til at danne salte med syrer på grund af deres basiske nitrogenfunktioner, er forbindelserne på en måde amphotere og omfatter ikke-toksiske syreadditionssalte deraf (dvs. aminsaltene), herunder mineralsyreadditionssaltene såsom hydrochloridet, hydro-bromidet, hydroiodidet, sulfatet, sulfamatet og phosphatet samt de organiske syreadditionssalte såsom maleatet, acetatet, citratet, succi-natet, benzoeatet, tartratet, fumaratet, maleatet, mandelatet, ascor-batet og lignende.

Egnede organiske opløsningsmidler til anvendelse ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er velkendte blandt fagfolk og omfatter opløsningsmidler såsom methylenchlorid, dichlorethan, ethylacetat, chloroform og lignende. Det mest foretrukne opløsningsmiddel er methylenchlorid.

Selvom der vil forekomme en vis omsætning, uanset det anvendte molære forhold mellem reaktanterne, foretrækkes det, for at opnå størst mulige udbytter, at anvende et molært forhold på mindst et mol syrehalogenid, hydrohalogenid pr. mol forbindelse II, og i særlig grad foretrækkes det at anvende et forhold på 1,0 - 1,4 mol syrehalogenid pr. mol forbindelse II. Tilsætning af den tertiære amin i en mængde på 4 149564 mindst tre mol tertiær amin pr. mol syrehalogenid, hydrohalogenid har vist sig at føre til de mest gunstige resultater.

Eksempler på tertiære aminer, der kan anvendes ved ovennævnte fremgangsmåder, er aminer såsom pyridin, triethylamin, trimethyl-amin og lignende. Den mest foretrukne tertiære amin er triethylamin.

Som ved de fleste kemiske omsætninger vil højere eller lavere temperaturer end de her specielt beskrevne kunne anvendes. Temperaturer, som er væsentligt højere end de beskrevne, har imidlertid tendens til at føre til formindsket udbytte af produktet på grund af større omfang af sidereaktioner, medens temperaturer, som er væsentligt lavere end de angivne, har tendens til at føre til lave udbytter eller særlig lange reaktionstider på grund af nedsatte reaktionshastigheder. Til opnåelse af de størst mulige udbytter foretrækkes det at anvende en temperatur i intervallet fra ca. -25°C til 65°C, mest hensigtsmæssigt ca. -10°C til +10°C.

Et foretrukket udførelseseksempel på fremgangsmåden ifølge opfindelsen består i fremstilling af en forbindelse med formlen

/}—Λ 0 H

N ^-S - CH2 - C - N--0 W 0 J_A^L~ch2o - c - ch3

CO„H

IV 2 eller farmaceutisk anvendelige, ikke-toksiske salte deraf, ved at en forbindelse med formlen H2N —i-f5 Ί n - ° - “s co2h

V

5 143564 omsættes med et syrechlorid,hydrochlorid med formlen 0

Il HC1 · N y— S - CH2 - C - Cl i et molært forhold på 1,0 - 2,0 mol syrechlorid,hydrochlorid pr. mol forbindelse V i et organisk opløsningsmiddel i nærværelse af i det mindste tre mol tertiær amin pr. mol syrechlorid,hydrochlorid ved en temperatur i intervallet -10°C til + 25°C.

Udgangsmaterialerne for den foreliggende opfindelse omfatter 7-aminocephalosporansyre (7-ACA) og 3-methyl-7-aminodecephalospo-ransyre. 7-Aminocephalosporansyre fremstilles ved hydrolyse af cephalosporin C og har formlen

✓'"S

H?N-CH-CH CH, I II I i 0 = C-- CH2 OCCH3

COOH

VI

3-Methyl-7-aminodecephalosporansyre med formlen H,N-CH-CH ^CH, 2 I I I 2 O—C- ^.C - CH3

C

vn “0H

fremstilles ved katalytisk reduktion af cephalosporin C med påfølgende hydrolytisk fjernelse af 5-aminodipoyl-sidekæden som beskrevet i USA-patent nr. 3.129.224.

, 143564 o

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan de fremstillede forbindelser isoleres fra reaktionsblandingen ved ekstraktion i vand som et syreadditionssalt ved en pH-værdi på ca. 2 og dernæst udkrystalliseres ved neutralisation til det isoelektriske punkt ved en pH-værdi på ca. 3,5. Tilsætning af et med vand blandbart opløsningsmiddel, såsom acetone, forbedrer undertiden krystalliseringen og sinker yderligere opløseligheden. Syreformen kan dernæst omdannes til et hvilket som helst ønsket metal- eller aminsalt, især de ovenfor beskrevne farmaceutisk anvendelige, ikke-toxiske salte, ved behandling med en passende base, f.eks. en fri amin, såsom procainbase eller en opløsning af natrium- 2-ethylhexanoat i tør n-butanol.

Ved behandling af bakterielle infektioner i mennesker indgives de ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede forbindelser oralt eller parenteralt i overensstemmelse med sædvanlige forskrifter for antibiotisk administrering i en mængde på fra ca. 5-60 mg/kg pr. dag i delt dosering, f.eks. tre til fire gange om dagen. De indgives i dosisenheder indeholdende f.eks. 125 eller 250 eller 500 mg aktiv bestanddel med passende fysiologisk anvendelige bærestoffer eller eks-cipienter. Dosisenhederne kan have form af flydende præparatformer såsom opløsninger, dispersioner eller emulsioner eller være på fast form såsom tabletter, kapsler osv.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen belyses i det følgende ved udførelseseksempler, hvor alle temperaturer er i °C.

I de følgende eksempler betegner 7-ACA forbindelsen med formlen g Η-,Ν-CH-CH^ ^CH9 0

2 I I i 2 II

0= C-N C - CH2 - O - C - CH3 k°

L—OH

Endvidere betegner i det følgende "MIC" den minimale in-hibitoriske koncentration i ug/ml af forbindelsen, som kræves til at inhibere væksten af den beskrevne forsøgsorganisme.

U3564 7

Eksempel 1 (A) Fremstilling af 4-pyridylmercaptoeddikesyre: -- S - ch2 - co2h 88,4 g, 2,21 mol natriumhydroxid og 600 ml vand sattes til en 1-liter kolbe forsynet med tilbagesvaler. 76,7 g, 0,67 mol 801 mer-captoeddikesyre tilsattes under omrøring efterfulgt af tilsætning af 100 g, 0,67 mol 4-chlorpyridin,hydrochlorid. Blandingen opvarmedes under tilbagesvaling i fire timer under omrøring. Den resulterende opløsning afkøledes til 80°C, og ca. 5 g affarvningstrækul tilsattes. Omrøring fortsattes i fem minutter efterfulgt af filtrering gennem filtreringshjælpemiddel. Filtratet gjordes surt til en pH-værdi 4,5 ved tilsætning af eddikesyre. Den resulterende opslemning afkøledes til 5°C og opsamledes ved filtrering. Det faste stof vaskedes med 100 ml vand. Den våde kage opløstes i 200 ml 6N salt HC1 og 500 ml vand. Den klare opløsning neutraliseredes med ca. 200 ml 10% natriumhydroxid til pH-værdi 5. Op-slemningen afkøledes til 5°C, opsamledes på et filter og vaskedes med 200 ml vand. Dernæst vaskedes det faste stof med 100 ml isopropanol. Produktet, 4-pyridylmercaptoeddikesyre, tørredes i en ovn ved 50°C, hvorved der opnåedes ca. 82 g (73%), smeltepunkt 267-268°C (sønderdeling). (Litteratur smeltepunkt 270°C).

(B) Fremstilling af 4-pyridylmercaptoacetylchlorid- hydrochlorid: 0 HC1 * /3- S - CH2 - Ϊ - Cl 1000 g, 5,9 mol 4-pyridylmercaptoeddikesyre opslemmedes i 4 1 methylenchlorid i en 50 1 kolbe forsynet med tilbagesvaler. Opslem-ningen mættedes med tør hydrogenchloridgas i 20 minutter. Den svære opslemning omrørtes langsomt, og 1550 g, 7,42 mol fosforpentachlorid tilsattes i voksende portioner i løbet af en periode på 10 - 20 minutter.

8 U3564

Opslemningen blev tyndere, og efter 1 time iagttoges en olieagtig fase som et nedre lag. Den olieagtige opslemning omrørtes i yderligere 1 time ved 25°C. Reaktionsblandingen opvarmedes til lidt tilbagesvaling, medens hydrogenchloridgassen kogte af i løbet af en periode på 2 timer. Det olieagtige lag udkrystalliserede i løbet af dette tidsrum. Yderligere tilsattes 34 1 tør methylenchlorid i løbet af en periode på 2 timer med fortsat mild tilbagesvaling. Krystalopslemningen afkøledes til 25°C i løbet af 1 time og køledes dernæst i ca. 8 timer ved 0°C. Det faste krystallinske materiale opsamledes ved filtrering og udvaskedes med methylenchlorid. Omsorg blev draget for beskyttelse mod fugtighed. Den faste kage vakuumtørredes over P203. Produktet, 4-pyridylmercapto-acetylchlorid,hydrochlorid, opnåedes i ca. 801 udbytte og var mindst 85¾ rent.

(C) Fremstilling af 7-(a-(4-pyridylthio)acetamidojcephalo- sporansyre: ø_s.c„2 -ϊ-ητ-τ1^ j £— CH2-0-C-CH3 C02h 1000 g, 3,68 mol 7-aminocephalosporansyre opslemmedes i 25 1 methylenchlorid. Opslemningen køledes til 0°C, og 1780 ml, 12,7 mol tør triethylamin sattes til opslemningen. Fuldstændig opløsning opnåedes i løbet af ca. 10 minutter. Opløsningen køledes til -10°C, og 950 g, 4,25 mol 4-pyridylmercaptoacetylchlorid,hydrochlorid sattes til reaktionen portionsvis, således at temperaturen holdtes på under 5°C. Opslemningen omrørtes dernæst ved 0°C i 30 minutter og dernæst ved 20-25°C i yderligere 1 time. 10 1 vand sattes til reaktionsblandingen, og dér omrørtes i ca. 2 minutter. pH-værdien var i intervallet 7,3-7,5. Blandingen gjordes sur til en pH-værdi 1,8-2,0 med ca. 1325 ml 6N salt HC1.

Blandingen omrørtes i 5 minutter, og den organiske fase adskiltes fra den vandige fase. Den organiske fase genekstraheredes med yderligere 3 1 vand, og de vandige faser forenedes. Den forenede vandige fase indstilledes på en pH-værdi 3,0-3,2 med triethylamin. Efter omrøring i 10 minutter tilsattes 250 g affarvningstrækul, og opslemningen omrørtes i 5 minutter. Opslemningen filtreredes gennem filterhjælpemiddel. 25 1 acetone sattes til den vandige opløsning. Krystallisation 9 143564 begyndte kort efter ved 20-25°C. Opslemningen omrørtes i mindst 30 minutter. pH-værdien steg, efterhånden som udkrystallisationen forekom. Yderligere IS 1 acetone tilsattes i løbet af 1 time, hvor udkrystallisationen fortsatte. pH-værdien steg tilsidst til 3,7. Opslemningen afkøledes til 0°C i mindst 3 timer, og de faste stoffer opsamledes ved filtrering. Filterkagen vaskedes med 15 1 acetone og tørredes dernæst ved 50°C til fjernelse af det meste af acetonen og tørredes dernæst igen i vakuum. Det opsamlede faste stof 7-(a-(4-pyridylthio)acetamido)-cephalosporansyre vejede ca. 1200 g (75%). Om ønsket kan det faste produkt omkrystalliseres med acetone-vand.

MIC over for diplococcus pneumoniae plus 5% serum (opløst i fortyndet vandig natriunbicarbonat) var 0,062 pg/ml, over for streptococcus pyogenes A9604 0,016 pg/ml, over for staphylococcus aureus Smith 0,125 pg/ml, over for staphylococcus aureus Smith plus 50% serum 0,2 pg/ml, over for staphylococcus aureus BX 1633-2 (benzylpenicillin resistent) 0,2 pg/ml, over for salmonella enteritidis A9531 0,4 pg/ml og over for klebsiella pneumoniae A9997 3,2 pg/ml.

Disse forsøg foretoges i Baltimore Biological Laboratories Antibiotic Assay Broth.

Eksempel 2

Fremstilling af natrium-7-(a-(4-pyridylthio)acetamido)-cephalosporanat: 0 ,T\_S - ch2 - I - i—-f'S 0 —CH2-0-C-CH3 C02Na 5 1 methylenchlorid hældtes i en ren tør beholder forsynet med omrører. 1000 g 7-(a-(4-pyridylthio)acetamidojcephalosporan-syre tilsattes og dernæst 350 ml triethylamin. Den resulterende opløsning behandledes med affarvningstrækul i 15 minutter og filtreredes. En opløsning af natrium-2-ethyl-hexanoat (27,3%) i butanyl-methylenchlorid sattes til filtratet under omrøring. 7500 ml acetone tilsattes. Krystallisation forekom under fortsat omrøring i adskillige timer under tørre betingelser. Krystallerne opsamledes ved filtrering, vaskedes med store rumfang acetone og tørredes dernæst i vakuum ved 50°C, hvorved der fremkom ca. 950 g af den i overskriften anførte forbindelse.

Claims (1)

143564 10 Fremgangsmåde til fremstilling af 7-[a-(4-pyridylthio)-acetamidoJ-cephalosporansyre-derivater med formlen: O H f\-S - CH - C - A—1- N-' o;SJ_-CH2A I C02H hvor A betegner hydrogen eller en acetoxygruppe eller farmaceutisk anvendelige, ikke-toxiske salte deraf, kendetegnet ved, at man omsætter en forbindelse med formlen: h2n—]-^ 0 co2H II hvor A har den ovenfor anførte betydning, med et syrehalogenid, hydrohalogenid med formlen: HX ' -S *" CH2 ~ C\° III