DK145628B - Penicillansyresulfoxider til anvendelse som mellemprodukter - Google Patents

Description

(19) DANMARK \ΐΡ

|P (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT od 145628 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 4458/73 (51) IntCI.3 C 07 D 499/80 (22) Indfeveringsdag 13· aug· 1973 (24) Løbedag 7· aPr. 1971 (41) Aim. tilgængelig 13· aug. 1973 (44) Fremlagt 3* jan. 1983 (86) International ansøgning nr. ~ (86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. 1677/71

(30) Prioritet 10. apr. 1970, 27441, US 5- otct. 1970, 78165, US

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

(72) Opfinder William Joseph Gottstein, US: Lee Cannon Cheney, US.

(74) Fuldmægtig Th. Os tenf eld Patent bureau A/S.

(54) Penicillansyresulfoxider til an= vendeise som mellemprodukter.

Den foreliggende opfindelse angår et hidtil ukendt penicillan-syresulfoxid til anvendelse som mellemprodukt ved fremstilling af cephalexin og den hidtil ukendte 7-(2,2-dimethyl-5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre eller salte deraf, hvilket penicillansyresulfoxid er ejendommeligt ved, at det har den almene formel fX-CB-l ? „ \=/ \- ® Z-N-Ul3 00 Ixch7 04 ' 3 >-N--ί—εΟΟΗ cD ^"3 0 tn -i *

Q

2 145628 hvori Z betegner nitroso eller formyl.

Hetacillin.. er et velkendt antibakterielt middel, der er afledt af 6-aminopenicillansyre (6-APA), og som f.eks. er beskrevet i U.S.A. patentbeskrivelse nr. 3.198.804 og J. Org. Chem. 31, 897 (1966). Slutproduktet, cephalexin, er et antibakterielt middel, der er afledt af 7-desacetoxycephalosporansyre (7-ADCA), og som f.eks. er beskrevet i J. Med. Chem. 12, 310-313 (1969), britisk patentbeskrivelse nr. 1.174.335, sydafrikansk patentbeskrivelse nr.

67/1260 (Farmdoc 28, 654), japansk patentbeskrivelse nr. 16871/66 (Farmdoc 23231) og i belgisk patentbeskrivelse nr. 696.026 (Farmdoc 29494).

Cephalexin er det generiske navn for 7-(ot -aminophenylacetamido)--3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre, der har strukturformlen: / \ (f η—CH - C - NH--< ^ NH2 CH3

COOH

Det hidtil ukendte anbakterielle middel, der heri benævnes heta-cephalexin, har det kemiske navn 7-(2,2-dimethyl-5-oxo-4-phenyl-l--imidazolidinyl)-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre og strukturformlen: >-v 0 /\ II /S.

NH / i--N^J—CH3

0 T

CHj ^CH3 C00H

II

De fysiske og biologiske egenskaber af hetacephalexin er vist i eksempel 12.

145628

Omdannelse af en penicillinsulfoxidester (ved opvarmning i nærværelse af en stærk syre) til den tilsvarende ester af et tilsvarende N-acyleret derivat af 7-ADCA er omtalt i beskrivelsen til U.S.A. patent nr. 3.275.626 og i J. Amer. Chem. Soc., 85, 1896 (1963 og 91(6), 1401--1407 (1969). Varianter af denne fremgangsmåde er omhandlet i hollandsk patentbeskrivelse 68/06532 (Farmdoc 34.685) og hollandsk patentbeskrivelse nr. 68/06533 (Farmdoc 34.686). I disse patentskrifter er der i almindelighed tale om sidekæden af en fermenterbar penicillin, såsom penicillin G eller V (se dog spalte 7 i beskrivelsen til U.S.A. patent nr. 3.275.626), og produktet er en ester, der skal spaltes, såsom ved hydrogenering, til fremstilling af den aktive frie syreform af det færdige derivat af 7-ADCA. Britisk patentbeskrivelse nr. 1.174.335 omtaler i eksempel 3 anvendelse af denne "sulfoxidomlejring" på en ester af ampicillinsulfoxid, hvori ot-aminogruppen også er blokeret, nemlig 6-/N- (2,2,2-trichlorethylcarbonyl-D-øC -amino-øi. -phenylacetamidq7-peni-cillansyresulfoxid-2,2,2-trichlorethylester, ved opvarmning og påfølgende anvendelse af zink og eddikesyre til fjernelse af de to blokerende grupper og således fremstilling af cephalexin.

Den kendte teknik indeholder talrige yderligere beskrivelser af penicillinsulfoxider og deres fremstilling, som f.eks. beskrevet af Chow et al., J. Org. Chem. 27, 1381 (1962), af Guddal et al., Tetrahedron Letters No. 9, 381 (1962), af Essery et al., J. Org. Chem. 30, 4388 (1965), som indbefatter ampicillinsulfoxid, samt i beskrivelsen til U.S.A. patent nr. 3.197.466.

Reaktionsproduktet mellem acetone og cephaloglycin, men ikke cephalexin, er beskrevet i U.S.A. patentbeskrivelse nr. 3.303.193. Omsætningen mellem acetone og visse ringsubstituerede cephalexinderiva-ter er i almene vendinger beskrevet i U.S.A. patentbeskrivelse nr. 3.489.750, 3.489.751 og 3.489.752.

Ulemperne ved de kendte fremgangsmåder ved anvendelse til fremstilling af cephalexin ligger bl.a. i nødvendigheden af at udføre en række reaktioner for at udskifte den oprindelige sidekæde, når der som udgangsmateriale anvendes en fermenteret penicillin, f.eks. penicillin V, og nødvendigheden af, når der startes med den ønskede sidekæde (c£--aminobenzyl), først at indføre og senere fjerne blokerende grupper for både d-aminogruppen og carboxylgruppen.

Mellemprodukterne ifølge opfindelsen, som er 6-(D-2,2-d_imethyl--3-nitroso-5-oxo-4-phenyl-1-imidazolidinyl)-penicillansyresulfoxid og 6-(D-2,2-dimethyl-3-formyl-5-oxo-4-phenyl-l-irnidazolidinyl)-penicil-lansyresulfoxid, adskiller sig væsentligt fra teknikkens stade, fordi 145628 4 de indeholder den nye 2,2-dimethyl-5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl-sidekæde, der 1 det væsentlige genfindes som den karakteristiske sidekæde for den hidtil ukendte lægemiddelaktive forbindelse heta-cephalexin, og fordi de er særligt velegnede til fremstilling af såvel hetacephalexin som den kendte forbindelse cephalexin ved en særlig fremgangsmåde, der undgår ulemperne ved de ovenfor omtalte kendte fremgangsmåder til fremstilling af cephalexin. Disse og andre fordele vil fremgå nærmere af det følgende.

Mellemprodukterne ifølge opfindelsen kan således anvendes til fremstilling af en forbindelse med formlen

/ \ II

Ί—CH - C - NH--p ^ nh2 ^ J-Nn^Lch3

COOH

eller NH\ / J-“xV-CH3

u I

CR^ ^ CH3 COOH

II

eller et ikke-toxisk, farmaceutisk acceptabelt salt deraf, ved en fremgangsmåde, hvor der udføres følgende konsekutive trin A) blokering af 3-iminogruppen i hetacillin med formlen i 7—-CH-C /CH3

\_/ I Λ--S

H-N-1 _COOH

I CH3 J

ch3

III

ved nitrosering eller formylering til frembringelse af et mellemprodukt med formlen 5 145628 / \--CH-C /CH3 \_/ | N-1-s'b'y^-ca5

Z'N |Nb3 }-^LCOOH

CH3 0

IV

hvori Z betegner nitroso eller formyl, B) oxidering af det ovenfor nævnte mellemprodukt eller et salt deraf til frembringelse af et sulfoxid-mellemprodukt ifølge opfindelsen med formlen: / \-.ch-C I .™3 \=J X-1-X N^CHj 7_vr-n/ pCH3 /-N-^0011 CH3

V

eller et salt deraf, og, hvis det ønskes, blokering af carboxylsyre-gruppen af det ovenfor nævnte sulfoxid på i og for sig kendt måde til frembringelse af et sulfoxid-mellemprodukt med formlen:

Or> i r°Y"· Z-N-CX „

i Λ-N-1-COOB

I CH3 0^ ch3

VI

hvori COOB betegner en beskyttet carboxylgruppe, og Z har den ovenfor anførte betydning, C) opvarmning af det ovenfor nævnte sulfoxid-mellemprodukt med formlen V eller VI i et inert organisk opløsningsmiddel i nærværelse af en syrekatalysator til frembringelse af et cephalosporin-mellem-produkt med formlen 6 145628 i >—i— |XCH3 CH3 CHZ '

3 X

VII

hvori Z har den ovenfor anførte betydning, og X betegner COOH eller COOB eller et salt deraf, og, om nødvendigt, fjernelse af den carb-oxyl-beskyttende gruppe på i og for sig kendt måde, og D)fraspaltning af den imino-blokerende gruppe til frembringelse af en forbindelse med formlen: ΖΛ-CH - l - N__

W

CE^ CH3 COOH

II

eller et ikke-toxisk, farmaceutisk acceptabelt salt deraf, og, hvis det ønskes, hydrolysering af den ovennævnte forbindelse til frembringelse af en forbindelse med formlen: a o

II /S

CH - C - NH--p ^ NH2 CH3

I T

COOH

eller et ikke-toxisk, farmaceutisk acceptabelt salt deraf.

De ikke-toxiske, farmaceutisk acceptable salte indbefatter f.eks. (1) ikke-toxiske, farmaceutisk acceptable salte af den sure carboxyl-syregruppe, såsom natrium-, kalium-, calcium-, aluminium- og ammoniumsalte og ikke-toxiske, substituerede ammoniumsalte med aminer, såsom tri-(lavere)-alkylaminer, procain, dibenzylamin, N-benzyl- [b -phenethyl-amin, 1-ephenamin, N,N'-dibenzylethylendiamin, dehydroabietylamin, N,N'-bis-dehydroabietylethylendiamin, N-(lavere)-alkylpiperidiner, så- 7 145S28 som N-ethylpiperidiner og andre aminer, der har været anvendt til dannelse af salte af benzylpenicillin, og (2) ikke-toxiske, farmaceutisk acceptable syreadditionssalte (dvs. salte af basisk nitrogen), såsom (a) mineralske syreadditionssalte, såsom hydrochlorid, hydrobromid, hydroiodid, sulfat, sulfamat, sulfonat eller phosphat > og (b) organiske syreadditionssalte, såsom maleat, acetat, citrat, tartrat, oxalat, succinat, benzoat, fumarat, malat, mandelat, ascorbat, /3-naphthalen-sulfonat eller p-toluensulfonat. Cephalexin kan også eksistere som den "frie syre", som naturligvis eksisterer som en zwitter-ion.

I reaktionstrin (A) beskyttes 3-iminogruppen i hetacillin-udgangs-materialet via de efterfølgende reaktionstrin ved nitrosering og for-mylering. En foretrukken nitroseringsmetode indbefatter syrning til en pH-værdi på ca. 2 af en vandig suspension af hetacillin med saltsyre eller fortyndet phosphorsyre, indtil der fremkommer en opløsning, afkøling af opløsningen til ca. 10°C og derefter tilsætning af natriumnitrit i små portioner under omrøring til frembringelse af N-nitroso--hetacillin. N-formylhetacillin kan f.eks. fremstilles ved omsætning af myresyre og hetacillin.

Det imino-beskyttede hetacillin eller et salt deraf oxideres på kendte måder, f.eks. på den af Chow, Hall og Hoover i J. Org. Chem., 27, 1381 (1962) angivne måde til dannelse af det tilsvarende sulfoxid V. Hetacillinet omsættes med det oxiderende middel i en sådan mængde, at mindst ét atom aktivt oxygen er til stede pr. atom thiazolidinsvovl. Egnede oxiderende midler indbefatter f.eks. natriummetaperiodat, hydro-genperoxid, pereddikesyre, monoperphthalsyre og m-chlorperbenzoesyre.

De bedste resultater opnås, når natriummetaperiodat anvendes som oxiderende middel ved en pH-værdi under 5. Reaktionsblandingen holdes ved en pH-værdi under 5 for at forhindre eller i det mindste formindske C-6 epimerisationen.

Omdannelsen af N-nitrosohetacillinsulfoxid eller N-formylheta-cillinsulfoxid til N-nitrosohetacephalexin eller N-formylhetacephalexin kan udføres på forskellige måder. Således kan carboxylgruppen først blokeres (på en måde, der letter den senere fjernelse) med f.eks. en silylgruppe (fra dichlordimethylsilan eller lignende) eller som et blandet anhydrid, f.eks. fra acetylchlorid. Det viste sig imidlertid ganske overraskende, at omdannelsen var meget effektiv uden nogen blokerende gruppe overhovedet på carboxylgruppen, og det foretrækkes i virkeligheden at udføre omlej ringstrinnet (C) med den frie syre.

145628 8

Sulf oxid-mellemproduktet, der opnåedes ifølge trin (B) , omdannes til det tilsvarende cephalosporin-mellemprodukt ved opvarmning til forhøjede temperaturer i nærværelse af en syrekatalysator. Eksempler på egnede syrekatalysatorer er svovlsyre, phosphorsyre og andre mineralske syrer, p-toluensulfonsyre, benzensulfonsyre, naphthalensulfonsyrer og andre sulfonsyrer og eddikesyreanhydrid, propionsyreanhydrid. eller benzoesyreanhydrid. De mest foretrukne syrekatalysa torer er p-toluensulfonsyre og eddikesyreanhydrid.

En hvilken som helst organisk væske kan anvendes som reaktionsmedium i omlejringstrinnet, forudsat at den er i det væsentlige inert overfor de andre reaktanter under de anvendte betingelser. Foretrukne opløsningsmidler er eddikesyreanhydrid og tetramethylurinstof, og det mest foretrukne opløsningsmiddel er tetramethylurinstof. Reaktionstemperaturen bør ligge i intervallet fra ca. 100 til ca. 140°C, mest fore. trukkent fra ca. 120 til ca. 140°C. Reaktionstiden skal holdes så kort som muligt for at forhindre dannelsen af uønskede biprodukter. De bedste resultater er blevet opnået, når.reaktionen er forløbet i en periode på fra ca. 30 minutter til ca. 120 minutter.

Efter afslutning af omlejringstrinnet kan den eventuelle carboxyl--beskyttende gruppe fjernes på sædvanlig måde, f.eks. ved hydrolyse, til dannelse af N-nitrosohetacephalexin eller N-formylhetacephalexin.

Den nitroso- eller formyl-blokerende gruppe spaltes derefter ved syrehydrolyse, f.eks. tør HC1 i dioxan, katalytisk hydrogenering, f.eks.

over Raney-nikkel, eller reduktion med zink og eddikesyre til dannelse af hetacephalexin (II). Hetacephalexin kan, hvis det ønskes, omdannes til cephalexin ved syre- eller basehydrolyse. Når det ønskes at fremstille hetacephalexin, indbefatter den mest foretrukne spaltningsmetode anvendelse af tør HC1, f.eks. HC1 i dioxan, for at gøre hydrolyse til cephalexin så lille som mulig.

Fremstillingen af mellemprodukterne ifølge opfindelsen belyses nærmere i eksempel 1 og 5, mens anvendelsen til fremstilling af slutprodukter belyses i eksempel 2-4 og 6-12. Alle temperaturer er i °C. "Skellysolve B" er en petroleumetherfraktion med kogepunkt 60-68°C og i det væsentlige bestående af n-hexan.

9 145628

Eksempel 1 6-(D-2,2-dimethyl-3-nitroso-5-oxo-4-phenyl-1-imidazolidinyl)- penicillansyre (N-nitrosohetacillin)__

Til en suspension af 7,1 g (0,02 mol) hetacillin i 350 ml vand sattes ved stuetemperatur 6N saltsyre dråbevis, indtil al hetacilli-net var blevet opløst. Opløsningen afkøledes på et isbad til 10° og lagdeltes med 100 ml ethylacetat. Ialt 1,4 g (0,02 mol) natriumnitrit opløst i 25 ml vand tilsattes i små portioner over et tidsrum på 5 minutter. Opløsningen omrørtes i 20 minutter ved 10°, og ethylacetat-laget fraskiltes, udvaskedes med vand og inddampedes ved 5° under reduceret tryk (15 mm) til en gul olie, der udkrystalliserede efter opslæmning med ether. Produktet omkrystalliseredes fra methanol-vand til opnåelse af 4,5 g krystaller (54.¾ udbytte), smeltepunkt 195° (sønderdeling).

Analyse beregnet for CigH24N^0gS: C: 54,54, H: 5,30, N: 13,39

Fundet: C: 54,55, H: 5,58, N: 13,33.

Ir (KBr) 2800 til 3600 cm-* (carboxyl OH), 1803 og 1790 (A -lac-0 O Ό // // // tam C-N), 1750 og 1730 (carboxyl C og imidazolidinon C-N), 700 (CgHj.-); nmr (DMSO dg), 7,30 ppm <£ (S, 5, CgH^-), 5,64 (S, 1,^“CH-N), 5,60 (d, 1, J = 4 cps, NCHCO), 5,45 (d, 1, J = 4 cps, NCHs), 435 (S, 1, NCHCO), 2,00 (S, 6, CH3CH3CN), l',48 (S, 6, CHjCHjCS).

6-(D-2,2-dimethyl-3-nitroso-5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)- penicillansyresulfoxid (N-nitrosohetacillinsulfoxid)_

En samlet mængde på 10 g (0,024 mol) 6-(D-2,2-dimethyl-3-nitroso--5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)-penicillansyre opløstes i 100 ml vand ved en pH-værdi 8 ved dråbevis tilsætning af 10% natriumhydroxid. Efter afkøling til 0° tilsattes en-opløsning af 6 g (0,025 mol) natriummet aperiodat i 100 ml vand, og omrøring fortsattes i 3 timer. Opløsningens pH-værdi sænkedes til 2 med 1:1 phosphorsyre. Produktet ekstraheredes i ethylacetat, udvaskedes med vand, og opløsningen destilleredes azeotropt til opnåelse af en olie, der ved opslæmning med ether udkrystalliseredes til opnåelse af 6,5 g hvide krystaller, smeltepunkt >160° (langsom sønderdeling). En analytisk prøve omkrystalliseredes fra dimethyl-formamid og vand.

ίο 145628

Analyse beregnet for C-^gi^N^OgS: C: 52,52, H: 5,11, N: 12,92.

Fundet: C: 52,66, H: 5,37, N: 13,45.

Ir (KBr) 3540 cm-^ (hydrat OH), 2400 til 3400 (carboxy OH), 1804 0 ' O .0 // //// (β-lactam C-N) , 1720 til 1750 (imidazolidmon C-N og carboxyl C ), 1050 (S—> 0), 705 (C6HS-), nmr (DMSO dg), 7,32 ppm £ (S 5, CgHg-), 5,77 (S, 1,^-CH-N), 5,72 (d, 1, J = 4,5 cps NCHCO), 4,83 (d, 1, J = 4,5 cps, NCHS), 4,30 (S, 1, NCHCO), 2,12 og 2,05 (S, S, 6 CH3CH3CN), 1,47 og 1,20 (S, S, 3, 3, CH3CH3CS).

Eksempel 2

Omlejring af 6-(D-2,2-dimethyl-3-nitroso-5-oxo-4-phenyl-l-imidazoli-dinyl)-penicillansyresulfoxid (N-nitrosohetacillinsulfoxid) til N- -nitrosohetacephalexin__

Til en omrørt opløsning af 2 g (0,0048 mol) N-nitrosohetacillinsulfoxid opløst i 100 ml tetrahydrofuran sattes 0,5 g (0,0050 mol) triethylamin. Triethylammoniumsaltet-udfældede, og 320 mg (0,0023 mol) dichlordimethylsilan sattes til opslæmningen, som klarede betydeligt efter nogle få minutters forløb. Omrøring fortsattes i 45 minutter. Triethylammoniumchloridet fjernedes ved filtrering, og tetrahydrofu-ranen bortdampedes under reduceret tryk til dannelse af en olieagtig lysegul remanens, der opløstes i 100 ml tetramethylurinstof og 3 g eddikesyreanhydrid. Kolben skylledes med nitrogen, og opløsningen opvarmedes i 1 time ved 130°. Tetramethylurinstoffet fjernedes ved 35° ved 0,1 mm, og remanensen opløstes i ethylacetat og ekstraheredes med fortyndet natriumcarbonatopløsning ved pH-værdien 8,5. Den basiske opløsning fraskiltes, og pH-værdien sænkedes til 2 med 1:1 phosphor-syre, og bundfaldet ekstraheredes i ethylacetat, udvaskedes med vand og tørredes ved azeotrop destillation til dannelse af N-nitrosoheta-cephalexin som et fast stof, der vejede 470 mg. En biautograf af dette faste stof (overfor en B. subtilis-podet agarplade) af en celluloseplade udviklet med n-butanol, ethanol og vand (4:1:5) viste en biologisk aktiv plet svarende nøjagtig i Rj-værdi til autentisk N-nitroso-hetacephalexin. Begge prøver var resistente for penicillinase.

7-(D-ct-aminophenylacetamido)-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre ved reduktion af N-nitrosohetacephalexin med zink og eddikesyre_

Til 500 mg 7-(D-2,2-dimethyl-3-nitroso-5-oxo-4-phenyl-l-imida-zolidinyl)-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre opløst i 20 ml 90¾ eddikesyre sattes 500 mg zinkstøv. Blandingen omrørtes ved 5° på et isbad i 3 timer. Zinken opsamledes ved filtrering, og filtratet ind- 145828 11 dampedes ved 0,1 mm til en olie, der opslæmmede med ether og størknede til opnåelse af 420 mg. Ir-spektret viste en β-lactam ved 1755 -1 -1 -1 cm , amidcarbonyl ved 1695 cm og et stærkt carboxylat ved 1580 cm .

Bioautogrammet for dette faste stof (overfor en B. subtilis-podet agarplade) af papirstrimmel What. No. 1 i et n-butanol, ethanol, vand (4:1:5) system viste en biologisk aktiv plet svarende i R£-værdi til autentisk 7-(D- <L -aminophenylacetamido)-3-methyl-3-cephem-4-carboxyl-syre (cephalexin). De 420 mg rensedes yderligere ved opløsning i 7 ml vand ved pH-værdien 8 ved tilsætning af NaSH. Zinksulfidet opsamledes, og filtratet inddampedes til en olie, der størknede til opnåelse af 31 mg. Det infrarøde spektrum var identisk med spektret for autentisk cephalexin.

Eksempel 3 7- (D- <J0-aminophenylacetamido)-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre ved termisk omlejring af N-nitrosohetacillinsulfoxid efterfulgt af Zn- HOAC-spaltning_

Til 2 g (0,0048 mol) 6-(D-2,2-dimethyl-3-nitroso-5-oxo-4-phenyl--l-imidazolidinyl)-penicillansyresulfoxid opløst i 150 ml tetrahydro-furan sattes 0,5 g (0,0050 mol) triethylamin og 0,32 g (0,0025 mol) dichlordimethylsilan. Blandingen omrørtes | time og filtreredes. Filtratet inddampedes under reduceret tryk til olie, der opløstes i 100 ml tetramethylurinstof og 10 ml eddikesyreanhydrid. Opløsningen opvarmedes til 120-122° i 1 time. Tetramethylurinstoffet inddampedes ved 35° ved 0,1 mm til en mørkebrun olie, der opløstes i ethylacetat og ekstraheredes ved en pH-værdi 7-8 med fortyndet natriumcarbonatop-løsning. Den vandige opløsning fraskiltes, udvaskedes med ether, gjordes sur til en pH-værdi 2 med 1:1 phosphorsyre og ekstraheredes i ethylacetat. Ethylacetatet inddampedes under reduceret tryk, og den olieagtige remanens af N-nitrosohetacephalexin opløstes i 30 ml 90¾ eddikesyre og omrørtes i 2 timer ved 10° med 2 g zinkstøv. Zinken opsamledes ved filtrering, og filtratet inddampedes ved 30° ved 0,1 mm til en olie, der størknede ved opslæmning med tør ether til opnåelse af 470 mg cephalexin. Dets papirkromatogram (What. No. 1) overfor en B. subtilis-podet agarplade udviklet med n-butanol, ethanol og vand (4:1:5) viste inhiberingszone svarende nøjagtigt til R^-værdien for autentisk 7-(D- co -aminophenylacetamido)-3-methyl-3-cephem-4-carbox-ylsyre (cephalexin).

12 145628

Eksempel 4

Hydrogenolyse af 7-(D-2,2-dimethyl-3-nitroso-5-oxo-4-phenyl-l-imida-zolidinyl-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre ved hjælp af Raney nikkel til dannelse af cephalexin_

En suspension af 1 g (0,0024 mol) 7-(D-2,2-dimethyl-3-nitroso--5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre og 1 g våd Raney nikkel nr. 28 rystedes i 2 dage under 50 psi i hydrogentryk. Efter 1 dags forløb tilsattes yderligere 2 g katalysator i 25 ml vand. Da 2,5 ækvivalenter hydrogen var optaget, fjernedes nikkelet ved filtrering, og opløsningen indstilledes til pH-værdien 2 med 2N saltsyre. Blandingen filtreredes, og filtratet indstilledes på pH-værdien 4,7 med 10¾ natriumhydroxid og inddampedes ved 35° ved 0,1 mm til opnåelse af cephalexin som et hvidt fast stof, der vejede 0,6 g. Et papirkromatogram af dette faste stof (overfor en B. subti-lis-podet agarplade (What No. 1)) udviklet med n-butanol, ethanol og vand 4:1:5 viste en inhiberingszone svarende nøjagtigt til R£-værdi-en for autentisk cephalexin.

Eksempel 5 6-(2,2-dimethyl-3-formyl-5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)-penicillan- syre (N-formylhetacillin)_

Til en opløsning af 25 g (0,06 mol) hetacillin i 50 ml 971 myresyre sattes 15 ml eddikesyreanhydrid. Opløsningen omrørtes i 15 minutter, og temperaturen steg til ca. 40°. Opløsningen fortyndedes med 100 ml vand, og det hvide krystallinske faste stof opsamledes og luft-tørredes natten over. Udbyttet var 22.g, smeltepunkt 210-125° sønderdeling.

Analyse beregnet for C20H22N3°5®: C: 57,53, H: 5,55, N: 10,06 Fundet: C: 57,20, H: 5,85, N: 10,04.

6-(D-2,2-dimethyl-3-formyl-5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)-penicil- lansyresulfoxid (N-formylhetacillinsulfoxid)_

Til 12 g (0,024 mol) N-formylhetacillin opløst i 250 ml vand ved pH-værdien 8 (101 NaOH-opløsning) sattes 6,2 g (0,03 mol) natrium-metaperiodat. Opløsningen omrørtes i 3 timer ved stuetemperatur og gjordes dernæst sur til pH-værdien 2 med 1:1 phosphorsyre. Produktet opsamledes, udvaskedes med vand og lufttørredes natten over til opnåelse af 3,5 g af sulfoxidet, smeltepunkt 210-215° sønderdeling.

Efter omkrystallisation fra dimethylformamid og vand tørredes den analytiske prøve i vakuum over P2OJ. ved 56°.

Analyse beregnet for ^pI^N^OgS ^^0: C: 54,30, H: 5,25, N: 9,51 Fundet: C: 54,01, H: 5,44, N: 9,99.

145628 13

Eksempel 6

Omlejring af 6-(2,2-dimethyl-3-formyl-5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)- -penicillansyresulfoxid til N-formylhetacephalexin_

Til en opløsning af 2 g (0,0047 mol) 6-(2,2-dimethyl-3-formyl--5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)-penicillansyresulfoxid i 100 ml tetrahydrofuran sattes 0,48 g (0,0048 mol) triethylamin. Efter omrøring ved stuetemperatur i 15 minutter tilsattes 0,52 g (0,0048 mol) trimethylsilylchlorid, og et bundfald af triethylammoniumchlorid iagt-toges efter nogle få minutters forløb. Omrøringen fortsattes i 15 minutter, og saltet fjernedes ved filtrering og kastedes bort. Tetra-hydrofuranen bortdampedes under reduceret tryk (15 mm), hvorved der blev en gummiagtig remanens tilbage, der opløstes i 35 ml tetramethyl-urinstof og 3 g eddikesyreanhydrid. Opløsningen opvarmedes til 131° i 1 time. Tetramethylurinstoffet fjernedes ved destillation ved 0,1 mm og 35°, og remanensen opløstes i ethylacetat og ekstraheredes ved pH-værdien 8,5 med natriumcarbonatopløsning. Det vandige lag fraskiltes, udvaskedes med ethylacetat og gjordes surt til pH-værdien 2 med 1:1 phosphorsyre. Blandingen ekstraheredes dernæst 2 gange med ethylacetat, udvaskedes med vand og inddampedes ved 35° og 10 mm. Remanensen opløstes i 15 ml methanol og behandledes med trækul (Darko KB). Trækullet fjernedes ved filtrering,.og methanolen fortyndedes med vand og opbevaredes natten over. Et gult fast stof opsamledes og vejede 120 mg. Prøven opslæmmedes med ethylacetat til opnåelse af 22 mg N-formylhetacephalexin som et lysegult fast stof. Ir-spektret var identisk med spektret for autentisk 7-(2,2-dimethyl-3-formyl-5-oxo-4--phenyl-l-imidazolidinyl)-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre fremstillet ved en anden fremgangsmåde. Bioautogrammet for dette faste stof (overfor B. subtilis-podet agarplade) på en papirstrimmel (What No, 1 papir) i et n-butanol, ethanol, vand-system (4:1:5) viste en biologisk aktiv plet svarende nøjagtig i R£-værdi til den autentiske prøve.

Eksempel 7

Sur hydrolyse af 7-(2,2-dimethyl-3-formyl-5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidi- nyl)-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre til cephalexin._

Til en opløsning af 415 mg (0,001 mol) 7-(2,2-dimethyl-3-formyl--5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre opløst i 25 ml 60¾ dioxanopløsning sattes 1,4 ml 1,5N saltsyre. Opløsningen opvarmedes på dampbad i 15 minutter og opbevaredes ved stuetemperatur natten over. Opløsningsmidlet fjernedes ved vakuumdestill'a- 14 145628 tion ved 35° og 0,1 mm, og et hvidt fast stof opnåedes, som vejede 275 mg. Bioautogrammet for dette faste stof overfor en B. subtilis-podet agarplade på en papirstrimmel (What No. 1) viste to biologisk aktive pletter i et system af n-butanol, ethanol og vand (4:1:5) svarende i R£-værdi til udgangsmaterialet og cephalexin.

Eksempel 8

Pyrolyse af natrium-N-nitrosohetacillinsulfoxid og spaltning med tør hydrogenchlorid___

En opløsning af 2,2 g (0,00475 mol) natrium-6-(2,2-dimethyl-3--nitroso-5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)-penicillanatsulfoxid i 100 ml tetramethylurinstof ved 5° behandledes med 0,32 g (0,0025 mol) dichlordimethylsilan. Blandingen omrørtes i 1 time, og 10 ml eddike-syreanhydrid tilsattes. Blandingen opvarmedes dernæst til 120° i 1 time, og tetramethylurinstoffet bortdampedes ved 0,1 mm ved 35° til opnåelse af en mørkebrun remanens. Denne opløstes i 50 ml ethylacetat og ekstraheredes 2 gange med natriumbicarbonatopløsning. De basiske ekstrakter forenedes, udvaskedes med ethylacetat og endelig med ether. Den vandige opløsning gjordes sur med 1:1 phosphorsyre, og produktet ekstraheredes i ethylacetat. Ethylacetatet inddampedes ved 35° og 15 mm til en brun gummi. Produktet opsamledes i mindst mulig mængde ethylacetat og udfældedes med "Skellysolve B" til opnåelse af 250 mg N--nitrosohetacephalexin. Materialet opløstes i 59 ml dioxan, og tør hydrogenchloridgas gennemledtes i 5 minutter. Opløsningen omrørtes i 5 minutter, og opløsningsmidlet fjernedes under reduceret tryk ved 15 mm og 35° til opnåelse af cephalexin som et fast stof, der opslæm-medes med ethylacetat og dernæst vejede 200 mg. Papirkromatogrammet (What No. 1) overfor en B. subtilis-podet agarplade udviklet med n--butanol, ethanol og vand (4:1:5) viste en inhiberingszone svarende nøjagtigt i R£-værdi til autentisk cephalexin.

Eksempel 9

Natrium-6-(2,2-dimethyl-3-nitroso-5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)- -penicillanatsulfoxid_

Til en opløsning af 7,6 g (0,092 mol) vandfri natriumacetat i 30 ml vand og 350 ml n-butanol sattes 35 g 6-(2,2-dimethyl-3-nitroso-' -5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)-penicillansyresulfoxid. Blandingen omrørtes og filtreredes. Opløsningen inddampedes ved 35° og 15 mm til 1/3 af dens oprindelige volumen. Ialt 100 ml vandfri n-butanol tilsattes, og saltet opsamledes og lufttørredes. Det tørredes dernæst ved 0,1 mm 145628 15 over P2O5 til opnåelse af 29,8 g.

Analyse beregnet for C^gt^N^O^S.l^O: C: 48,30, H: 4,92, N: 11,8 Fundet: C: 48,61, H: 5,17, N: 11,07.

Eksempel 10 7-(D-Φ-aminophenylacetamido)-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre ved hydrogenchloridspaltning af N-nitrosohetacephalexin_

Til en opløsning af 2 g (0,05 mol) 7-(D-2,2-dimethyl-3-nitroso--5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre opløst i 50 ml dioxan bobledes tør hydrogenchloridgas i 5 minutter. Opløsningen omrørtes i 5 minutter, og opløsningsmidlet fjernedes ved 30° og 15 mm. Remanensen omrørtes med ethylacetat og opsamledes til opnåelse af 1,9 g råt produkt. Materialet opløstes i fortyndet saltsyre ved pH-værdien 2,5 og behandledes med trækul (Darko KB) i 5 minutter, og filtratet indstilledes på en. pH-værdi 4 med 10¾ natriumhydroxid. Vandet bortdampedes ved 40° og 15 mm til opnåelse af 1,1 g af den frie aminosyre. Det infrarøde spektrum var konsistent med spektret for autentisk cephalexin. Remanens NaCl 38,34¾. Den biologiske styrke var 350 Y/mg. Den kemiske styrke var 365 Y/mg.

Eksempel H

Omlejring til cephalexin af 6-(D-2,2-dimethyl-3-nitroso-5-oxo-4-phenyl--l-imidazolidinyl)-penicillansyresulfoxid under anvendelse af en blan- det anhydridmetode_

Fremgangsmåden i eksempel 6 med silylesteren anvendtes på 6,5 g (0,014 mol) N-nitrosohetacillinsulfoxid natriumsalt, 6 ml eddikesyre-anhydrid og 1,18 g (1,3 ml) acetylchlorid. Der isoleredes 2,4 g (41,5¾) produkt. Efter behandling af dette med tør hydrogenchlorid på den sædvanlige måde isoleredes ialt 900 mg cephalexin. Et papirkro-matogram (What. No. 1) overfor en B.subtilis-podet agarplade udviklet med η-butanol, ethanol og vand (4:1:5) viste en inhiberingszone svarende nøjagtigt i R£-værdi til autentisk cephalexin.

16 145528

Eksempel j2

CH-C II

I I

ON-N N--1 + X” I XCH3 TSA CH ) CH3 CH3° n ^C02H tmu Δ 135° CL9H22N4°6S C434»47) φ\ /

CH—C

1 I

ON-N N--f X

X~U 1 CH3 CH,° N\^As^CH, 3 3 j 3

CO?H

C19H20N4°5S (416»45> HC1 dioxan Ψ // ° ΐΗ_ί c6H5-iH-"-NH-r— X oJ—I JL “2° 2 oX“x/ch3

CH, CH, Xh* I

33 I 3 CO-H

C02H 2 C19H21N3°4S C387,45) C16H17N3°4S C347,39) 7-(D-2,2-dimetliyl-3-nitroso-5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)-3-methyl- -3-cephem-4-carboxylsyre_

En opløsning af 21 g (0,0487 mol) 7-(D-2,2-dimethyl-3-nitroso-5--oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)-penicillansyresulfoxid og 5 g p-toluen-sulfonsyre (vandfri) (TSA) i 500 ml tetramethylurinstof (TMU) opvarmedes til 135° i 2 timer under omrøring. Opløsningsmidlet fjernedes ved 17 145628 0,1 mm ved 40°, hvorved der blev en olie tilbage, som opløstes i 250 ml ethylacetat. Ethylacetatet udvaskedes 2 gange med 100 ml portioner vand og ekstraheredes med fortyndet natriumbicarbonatopløsning. Den færdige pH-værdi var 6,7. Det vandige lag fraskiltes og omrørtes med 100 ml ethylacetat. pH-værdien indstilledes på 2 med 1:1 H^PO^, og den vandige opløsning ekstraheredes 2 gange med ethylacetat. Ethylacetatet udvaskedes med vand og destilleredes..azeotropt til en olie ved 35° (15 mm). Remanensen opslæmmedes med "Skellysolve B" og opsamledes som et amorft pulver, der vejede 10,0 g. De faste stoffer suspenderedes i 150 ml vand, og mættet natriumcarbonatopløsning tilsattes, indtil alt materialet opløstes (færdig pH-værdi på 7,5). En opløsning af 4 g (0,011 mol) dibenzylethylendiamindiacetat i 75 ml vand tilsattes, og blandingen omrørtes med 150 ml 4-methyl-2-pentanon i et tofasesystem. Blandingen omrørtes i \ time ved stuetemperatur, og det krystallinske salt opsamledes, udvaskedes med vand og .endelig med acetone, og efter lufttørring vejede det 7,1 g, smeltepunkt 150-152°C sønderdeling.

Analyse beregnet for C54H60N10°10S2 * 3H2°: C: 57,53, H: 5,90, N: 12,43 Fundet: C: 57,54, H: 6,21, N: 12,71 57,49, 6,38.

Ir (KBr) 3200-3600 cm-1 (NRH7+), OH (vand), 1760-1770 (a -lactam-

0 0 L

II II

-C-N), 1600 (C-0-), 755, 700 CgH^

De 7,1 g N,N-dibenzylethylendiammonium-7-(D-2,2-dimethyl-3-nitroso--5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)-3-methyl-3-cephem-carboxylat suspenderedes i 50 ml 1:1 phosphorsyre og 150 ml vand. Blandingen lagdeltes med 150 ml ethylacetat og rystedes kraftigt, indtil alt saltet opløstes. Ethylacetatet fjernedes, udvaskedes med vand og inddampedes ved 40° (15 mm) til et krystallinsk fast stof, der vejede 3,1 g, smeltepunkt 175-180° sønderdeling. Ir- og nmr-spektrene var identiske med spektrene for autentisk N-nitrosohetacephalexin.

7-(D-2,2-dimethyl-5-oxo-4-phenyl-l-imidazolidinyl)-3-methyl-3-cephem- -4-carboxylsyre (hetacephalexin)_

Til 1 g (0,0025 mol) 7-(D-2,2-dimethyl-3-nitroso-5-oxo-4-phenyl--l-imidazolidinyl)-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre i 50 ml dioxan (renset ved at løbe gennem en kolonne af aluminiumoxid) sattes tør hydrogenchlorid i 5 minutter ved stuetemperatur. Opløsningen inddampedes ved 30° (15 mm) til en gummi, der opslasmmedes med ethylacetat og opsamledes. Det faste stof opløstes dernæst i vand (50 ml) og gjordes 145628 18 basisk med vandig natriumbicarbonatopløsning til pH-værdien 4,8. Blandingen filtreredes, og filtratet inddampedes ved 30° (15 mm) til et glaslignende stof, der tørredes yderligere ved azeotrop destillation med ethylacetat. Udbyttet af natriumsaltet var 600 mg; produktet bestemtes at være natriumsaltet af 7-(D~2,2-dimethyl-5-oxo-4-phenyl-l--imidazolidinyl)-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre (hetacephalexin), smeltepunt 205°C, sønderdeling.

Analyse beregnet for SNa.H20: C: 53,39, H: 5,19, N: 9,83

Fundet: C: 53,63, H: 5,00, N: 9,76.

IR (KBr), 3600-2600 cm'1 (H20, NH, CH2, CH3 og CH'S), 1760 cm'1 (/2>-lactamcarbonyl), 1690 cm”1 (amidcarbonyl), 1590 cm”1 (carboxylat-carbonyl og C=C), 710 cm 1 monosubstitueret phenyl.

NMR (100 MHz) 20 mg. Prøve i 4 ml D20 med 2 dråber 0,1 NHC1; kemiske skift i ppm fra TSP; 7,52 (S, 5H's monosubstitueret phenyl), 5,71 (IS, IH, CH-N"), 5,28 (AB, 2H's fi-lactam CH'S), 3,48 (AB, 2H's, S-CH2-C=), 2,26 (S, 3H'S=C-CH3), 1,88 og 1,80 (to S's, 6H's G(CH3)).

Denne forbindelse fandtes at inhibere D. pneumoniae (+51 serum) ved en koncentration på 0,3 mcg/ml, Str. pyogenes (+5¾ serum) ved 0,3 mcg/ml, S. aureus Smith ved 0,6 mcg/ml, Sal. enteritidis ved 4 mcg/ml og Pr. mirabilis ved 8 mcg/ml.

7-(D-c£ -aminophenylacetamido)-3-methyl-3-cephem-4-carboxylsyre (cephalexin)_

Ca. 200 mg af natriumhetacephaiexin opløstes i mindst mulig mængde vand (ca. 1 ml), gjordes sur til en pH-værdi på 4-5 med eddikesyre og opbevaredes ved 5°C natten over. Det krystallinske faste stof opsamledes, udvaskedes med vand og endelig med acetone til opnåelse efter tørring ved stuetemperatur (15 minutter) over P2°5 af 60 mg krystallinsk cephalexin; smeltepunkt 195° sønderdeling, nmr- og ir-spektrene var identiske med spektrene for autentisk cephalexin.