DK157195B - Penicillansyre-1,1-dioxidderivater til anvendelse som mellemprodukter ved fremstillingen af 6-aminopenicillansyre-1,1-dioxider - Google Patents

Description

DK 157195 B

En af de mest kendte og i udstrakt grad anvendte klasser af antibakterielle midler er den klasse, der er kendt som β-lactamantibiotika. Disse forbindelser er karakteristiske ved, at de har en kerne bestâende af en 5 2-azetidinonring (β-lactamring) kondenseret til enten en thiazolidinring eller en dihydro-1,3-thiazinring.

Nâr kernen bestâr af en thiazolidinring, omtales forbin-delserne sædvanligvis under fællesnavnet penicilliner, medens de, nâr kernen indeholder en dihydrothiazinring, 10 omtales som cephalosporiner. Typiske eksempler pâ penicilliner, der sædvanligt anvendes inden for klinisk praksis, er benzylpenicillin (penicillin G), phenoxy-methylpenicillin (penicillin V), ampicillin og carbeni-cillin. typiske eksemperl pà almindelige cephalospori-15 ner er cephalothin, cephalexin og cefazolin.

Til trods for den udbredte anvendelse og udbred-te anerkendelse af β-lactamantibiotica som værdifulde kemoterapeutiske midler lider de imidlertid af den væ-sentlige ulempe, at visse forbindelser ikke er aktive 20 over for bestemte mikroorganismer. Man mener, at denne modstandsdygtighed hos en bestemt mikroorganisme over for et givet β-lactamantibiotikum skyldes, at mikroor-ganismen producerer en β-lactamase. Disse stoffer er enzymer, der spalter penicilliners og cephalosporiners 25 β-lactamring under dannelse af produkter, der ikke har antibakteriel virkning. Imidlertid har visse stoffer evnen til at hæmme β-lactamaser, og nâr en β-lactamase-inhibitor anvendes i kombination med en penicillin eller cephalosporin, kan den foroge penicillinens eller 30 cephalosporinens antibakterielle virkninger over for bestemte mikroorganismer. Det anses for at være en foro-gelse af antibakteriel effektivitet, nâr den antibakterielle aktivitet af en kombination af et β-lactamase-hæmmende stof og et β-lactamantibiotikum er signifikant 35 storre end summen af de enkelte komponenters antibakterielle aktiviteter.

2

DK 157195 B

Den foreliggende opfindelse angâr penicillansy-re-1,1-dioxidderivater til anvendelse som mellempro-dukter ved fremstillingen af 6-aminopenicillansyre- 1,l-dioxid.

5 I bind 76 (januar til juni 1972) af Chemical Ab stracts Chemical Substances Index er der en artikel under overskriften "4-thia-l-a2a-bicyclo[3.2.0]-hepta-ne-2-carboxylic acid, 6-amino-3,3-dimethyl-7.oxo, 4,4-di-oxide". Sidstnævnte navn er naturligvis et andet 10 navn for 6-aminopenicillansyre-l,l-dioxid. Indekset re-fererer til Abstract No. 153735η, der er et sammendrag af DE-offentliggorelsesskrift nr. 2.140.119. Der findes imidlertid ikke i Abstract No. 153735η nogen henvisning til penicillin-1,1-dioxider. DE-offentliggorelsesskrift 15 nr. 2.140.119 beskriver en ny fremgangsmâde til oxida-tion af penicillinderivater (f.eks. 6-aminopenicillan-syre) til det tilsvarende 1-oxid. Det angives, at sidstnævnte fremgangsmâde frembringer penicillin-l-oxider (f.eks. 6-aminopenicillansyre-l-oxid), der ikke 20 er forurenet med de tilsvarende 1,1-dioxider (f.eks.

6-amino-penicillansyre-l,l-dioxid). Der findes ingen anden omtale af penicillin-1,1-dioxider i DE-offent-liggorelsesskrift 2.140.119.

.1,1-Dioxider af benzylpenicillin, phenoxymethyl-25 penicillin og visse estere deraf er blevet beskrevet i USA-patentskrifterne 3.197.466 og 3.536.698 og i en artikel af Guddal et al., Tetrahedron Letters, No. 9, 381 (1962). Harrison et al. har i The Journal of the Chemical Society (London), Perkin I, 1772 (1976) bes-30 krevet et stort antal pencillin-1,1-dioxider, derunder methylphthalimido-penicillanat-1,l-dioxid og methyl- 6,6-dibrompenicillanat-1,l-dioxid. I USA-patentskrift nr. 3.544.581 er beskrevet 6-amino-penicillinansyre-l-oxid. Chaikovskaya et al., Antibiotiki, 13, 155 (1968), 35 angiver at benzylpenicillin-l,l-dioxid har vist sig at være inaktivt, nâr det blev undersogt for β-lactamase-hæmmende virkning over for E. coli.

3

DK 157195 B

If0lge den foreliggende opfindelse tilveje-bringes hidtil ukendte penicillansyre-1,1-dioxidderiva-ter til anvendelse som mellemprodukter ved fremstillin-gen af 6-aminopenicillansyre-l,l-dioxid, disse forbin-5 delser er ejendommelige ved formlen

H H

10 Q j—N — COOR·1· 15 hvori R1 betegner hydrogen, benzyl eller pivaloylme-thyl, og R2 betegner hydrogen, benzyloxycarbonyl eller 2,2,2-trichlorethoxycarbonyl, med det forbehold, at R1 og R2 ikke begge er hydrogen, eller et sait deraf.

20 Ovennævnte 6-ominopenicillansyre-l,l-dioxid er, som det fremgâr af nedenstâende biologiske afprovning, nyttige til forogelse af β-lactamantibiotikas antibak-terielle virkning.

β-Lactamaseinhibitorerne, der kan fremstilles ud 25 fra mellemprodukterne ifolge opfindelsen, har formlen

H H

30 ”AJ_ü^3 JZÎ_h«3 1111

O COOH

eller er farmakologisk acceptable syreadditions- og ba- 35 4

DK 157195 B

sesalte deraf. Bâde mellemprodukterne if0lge opfindel-sen og slutprodukterne vil i foreliggende beskrivelse blive betegnet . som derivater af penicillansyre, der anskueliggores ved strukturformlen 5 Ç CH, -s y 3 I | (111)

10 0 ""COOH

I ovenstâende formler angiver binding af en substituent til den bicycliske kerne ved hjælp af en brudt li-nie, at substituenten ligger under den bicycliske ker-15 nés plan. En sâdan substituent siges at være i a-konfiguration. Omvendt angiver binding af en substituent til den bicycliske kerne ved hjælp af en fuldt op-trukket Unie, at substituenten er knyttet til kernen over dennes plan. Sidstnævnte konfiguration betegnes β-20 konfiguration.

Opfindelsen omhandler forbindelser med formlen I, hvori R1 betegner hydrogen eller benzyl e-ller pi-valoylmethyl, og R2 er hydrogen eller benzyloxycar-bonyl eller 2,2,2-trichlorethoxycarbonyl, idet dog R1 25 0g R2 ikke begge kan være hydrogen. Se endvidere: USA-patentskrifterne nr. 3.632.850 og 3.197.466; britisk patentskrift nr. 1.041.985, Woodward et al., Journal of the American Chemical Society, £8, 852 (1966); Chauvet-te. Journal of Organic Chemistry, 3£, 1259 (1971); 30sheehan et al., Journal of Organic Chemistry, 29, 2006 (1964); og "Cephalosporins and Penicillins, Chemistry and Biology", udgivet af H.E. Plynn, Academie Press,

Inc., 1972.

Ved en anvendelse af forbindelserne ifolge op-35findelsen opnâs slutproduktet simpelthen ved fjernelse af beskyttelsesgruppen fra en forbindelse med formlen

DK 157195 B

5 I, hvori R1 er en i krav 1 nævnt carboxybeskyttelses-gruppe og R2 er hydrogen. Beskyttelsesgruppen fjernes naturligvis pâ den sædvanlige màde for den pâgældende gruppe, omend der mâ vælges betingelser, der er forene-5 lige med β-lactamringsystemet. Betingelser, der er for-enelige med β-lactamringsystemet, er velkendte for fag-manden.

Hvis R1 betegner en benzylgruppe (eller en sub-stitueret benzylgruppe, især 4-nitrobenzyl), kan en 10 sâdan passende fjernes ved katalytisk hydrogenering. I dette tilfælde omrores eller rystes en oplosning af nævnte forbindelse, hvori R1 er benzyl (eller substi-tueret benzyl), i et indifferent oplosningsmiddel under en hydrogenatmosfære, eller en atmosfære af hydrogen 15 blandet med et indifferent fortyndingsmiddel sâsom ni-trogen eller argon, i nærværelse af en katalytisk mæng-de af en hydrogeneringskatalysator. Egnede oplesnings-midler for denne hydrogenering er lavere alkanoler sâsom methanol, ethere sâsom tetrapyran og dioxan, estere 20 med lavere molekylvægt sâsom ethylacetat og butylace-tat, vand, og blandinger af disse oplosningsmidler. Det er imidlertid almindeligt at vælge betingelser, hvorun-der udgangsmaterialet er oploseligt. Hydrogeneringen udfores sædvanligvis ved en temperatur i omrâdet fra 0 25 til ca. 60°C og ved et tryk i omrâdet fra ca. 1 til ca.

100 kg/cm2. De ved denne hydrogeneringsreaktion anvend-te katalysatorer er den type, der er kendt indenfor te-knikken til denne omdannelsesart, og typiske eksempler er ædelmetallerne sâsom nikkel, palladium, platin og 30 rhodium. Katalysatoren er sædvanligvis tilstede i en mængde fra ca. 0,01 til ca. 2,5 vægt%,' og fortrinsvis fra ca. 0,1 til ca. 1,0 vægt%, baseret pâ forbindelsen med formlen I. Det er ofte hensigtsmæssigt at pàfore katalysatoren pâ en indifferent bærer. En særlig hen-35 sigtsmæssig katalysator er palladium pâfort en indifferent bærer sâsom carbon. Det er endvidere sædvanligt at 6

DK 157195 B

pufre reaktionsblandingen, sàledes at man opererer ved en pH-værdi i omrâdet fra ca. 4 til 9, og fortrinsvis fra 6 til 8. Borat- og phosphatpuffere anvendes sædvanligvis. Reaktionen tager typisk ca. 1 time, 5 hvorefter det onskede slutprodukt ganske enkelt udvin-des ved filtrering efterfulgt af fjernelse af oplos-ningsmidlet i vakuum.

En yderligere særlig værdifuld beskyttelsesgrup-pe for R1 er 2,2,2-trichlorethylgruppen. Denne gruppe 10 kan fjernes ved at behandle forbindelsen med formlen I, hvori R1 er 2,2,2-trichlorethyl, med zinkstov i eddike-syre, myresyre eller en phosphatpuffer ifolge kendte metoder. Se endvidere: Woodward et al., Journal of the American Chemical Society, 88, 852 (1966); Pike et al., 15 Journal of Organic Chemistry, ^4, 3552 (1969); Just et al.. Synthèses, 457 (1976).

Det onskede slutprodukt, nemlig 6-aminopenicil-lansyre-l,l-dioxid, kan om onsket renses ved velkendte fremgangsmàder, f.eks. omkrystallisation eller chroma-20 tografi.

Forbindelserne med formlen I, hvori R1 er en carboxybeskyttelsesgruppe og R2 er hydrogen, kan frem-stilles ud fra en forbindelse med formlen 25 „ ? H O, R2-NH Ξ = och3 —--r' V' jZi__>C“3 <IV! 0^ \ 7 COOR' 30 hvori R7 er en almindelig carboxybeskyttelsesgruppe, som ovenfor nævnt, og R2 er en almindelig aminobeskyt-telsesgruppe, idet der anvendes en fremgangsmède, der ganske enkelt indbefatter fjernelse af nævnte 35 aminobeskyttelsesgruppe. Der kan for R2 benyttes et stort antal grupper, der er kendt inden for teknikken

DK 157195 B

7 Λ til beskyttelse af aminogrupper. Hovedkravene til R er: (i) gruppen skal nedsætte nucleofiliteten af de ni-trogenatomer, hvortil den er knyttet, i en sâdan grad, at den i ait væsentlig ikke pâvirkes under oxidationen 5 af sulfidgruppen i thiazolidinringen til en sulfongrup-pe, og (ii) beskyttelsesgruppen R2 skal kunne fjernes under betingelser, der ikke pâvirker β-lactamringen i forbindelsen med formlen I skadeligt. I opfindelsens sammenhæng kan aminobeskyttelsesgruppen R2 være ben-10 zyloxycarbonyl eller 2,2,2-trichlorethoxycarbonyl.

Fjernelse af beskyttelsesgruppen R2 fra en for-bindelse med formlen IV, hvori R7 er en sædvanlig car-boxybeskyttelsesgruppe, og R2 er benzyloxycarbonyl, kan let udfores ved en sædvanlig hydrogeneringsreak-15 tion. Denne kan udfares ved den fremgangsmâde, der tid-ligere er beskrevet til fjernelse af benzylgruppen fra en forbindelse med formlen I, hvori R1 er benzyl (eller substitueret benzyl), og R2 er H. Fjernelse af trichlorethoxycarbonylgruppen fra en forbindelse med 20 formlen IV, hvori R7 er en sædvanlig carboxybeskyttel-sesgruppe, og R2 er trichlorethoxycarbonyl, kan udfores ved reduktion med zinkstov. De betingelser der tidlige-re er diskuteret for fjernelse af trichlorethylgruppen fra forbindelsen med formlen I, hvori R1 er trichlore-25 thyl, kan benyttes til dette formai.

Som det vil være klart for fagmanden er det i det tilfælde, hvor R7 er benzyl (eller subsitueret benzyl), og R2 er benzyloxycarbonyl, muligt at fjerne R7 og R2 effektivt i et enkelt trin ved hydrogenering 30 til fremstilling af det onskede slutprodukt. Pâ lignen-de mâde kan R7 som trichlorethyl og R2 som trichlorethoxycarbonyl fjernes effektivt i et enkelt trin fra en forbindelse med formlen iV ved zinkstov-reduktion til opnâelse af nævnte slutprodukt.

35 Forbindelsen med formlen IV, hvori R7 er en kon- ventionel carboxybeskyttelsesgruppe, og R2 er en kon- 8

DK 157195 B

ventionel aminobeskyttelsesgruppe, kan fremstilles ud fra den tilsvarende forbindelse med formlen V

H h 5 R2NH Ξ Ξ s ^CH3 i -r 7 coor' 10 ved oxidation. Der kan til demie procès anvendes et stort antal oxidanter, der er kendt inden for teknikken til oxidation af sulfider til sulfoner. Særligt hen-sigtsmæssige reagenser er imidlertid alkalimetalperman-15 ganater, f.eks. kaliumpermanganat, og organiske persy-rer, f.eks, 3-chlor-perbenzoesyre. Sidstnævnte reagens er en særlig hensigtsmæssig oxidant.

Nâr en forbindelse med formlen V, hvori R7 og R2 er-som tidligere defineret, oxideres til den tilsvaren-20 de forbindelse med formlen IV under anvendelse af 3-chlorperbenzoesyre, udfores reaktionen sædvanligvis ved at behandle forbindelsen V med fra ca. 2 til 4 molækvi-valenifer, og fortrinsvis ca. 2,2 ækvivalenter, af oxi-danten i et reaktions-indifferent organisk oplosnings-25 middel. Typiske oplosningsmidler er chlorerede carbon-hydrider sâsom dichlormethan, chloroform og 1,2-di-chlorethan, og ethere sâsom diethylether, tetrahydrofu-ran og 1,2-dimethoxyethan. Reaktionen udfores normalt ved en temperatur fra ca. 0e til ca. 80°C og fortrins-30 vis. ved ca. 25°C. Ved ca. 25°C anvendes sædvanligvis reaktionstider pâ ca. 2 til ca. 16 timer. Produktet isoleres normalt ved fjernelse af oplosningsmidlet ved inddampning i vakuum. Produktet kan renses ved sædvan-lige metoder velkendte inden for teknikken.

35 Forbindelserne med formlen V er enten kendte forbindelser, der fremstilles ifolge offentliggjorte

DK 157195 B

9 fremgangsmâder, eller de er analoge af kendte forbin-delser, der fremstilles ved analoge fremgangsmâder. I almindelighed fremstilles forbindelserne med formlen V simpelthen ved at knytte beskyttelsesgrupperne R7 og R2 5 til det velkendte mellemprodukt 6-aminopenicillansyre. Grupperne R7 og R2 kan tilknyttes ved den pâgældende gruppe kendte metode, idet man tager tilborligt hensyn til β-lactamringsystemets stabilitet. I mange tilfæde er rækkefolgen af tilknytningen af R7 og R2 ikke kri-10 tisk.

Det onskede slutprodukt, 6-aminopenicillansyre- 1,1-dioxid, kan fremstilles ved fjernelse af beskyttel-sesgruppen R2 fra en forbindelse ifolge opfindelsen med formlen 15 H H0, r2-nh ^ l = ^ s \ ..o'CK3 Γ (VI) I CH3 X-N-

20 ''COOH

O

hvori R2 er benzyloxycarbonyl eller 2,2,2-trichlor-ethoxycarbonyl. Gruppen R2 fjernes pâ samme mâde som 25 tidligere beskrevet for fjernelse af R2 fra en forbindelse med formlen IV.

Forbindelserne med formlen VI, hvori R2 er en sædvanlig aminobeskyttelsesgruppe, kan fremstilles ved oxidation af en forbindelse med formlen 30 35

DK 157195 B

10

H H

2 = = S ,xCH, R -SH ; yf 3 Γ rCH3 5 / \ (VII) Ο ΌΟΟΗ hvori R2 er en sædvanlig aminobeskyttelsesgruppe. Denne oxidation udferes pâ nejagtig samme màde som tidligere 10 beskrevet for oxidation af en forbindelse med formlen v til IV.

Forbindelserne med formlen VII fremstilles ud fra 6-aminopenicillansyre ved tilknytning af beskyttel-sesgruppen dertil. Beskyttelsesgruppen tilknyttes pâ 15 sædvanlig mâde, idet man tager tilborligt hensyn til β-lactamringsystemets labilitet.

Forbindelsen ifelge opfindelsen, hvori R1 er hy-drogen, vil kunne danne salte med basiske reagenser.

Sâdanne salte betragtes som værende indenfor forelig-20 gende opfindelses omfang. Disse salte kan fremstilles ved standardteknik sâsom sammenforing af de sure og basiske komponenter, sædvanligvis i stokiometrisk for-hold, i et vandigt, ikke-vandigt eller d'elvis vandigt medium, ait efter hvad der er hensigtsmæssigt. Saltene 25 isoleres derpâ ved filtrering, ved udfældning med et ikke-oplosningsmiddel efterfulgt af filtrering, ved fôrdampning af oplosningsmidlet, eller i tilfælde af vandige oplosninger ved lyofilisering, ait efter hvad der er hensigtsmæssigt. Egnede basiske reagenser til 30 saltdannelsen horer sâvel til de organiske som de uor-ganiske typer og omfatter ammoniak, organiske aminer, alkalimetalhydroxider, -carbonater, -bicarbonater, -hydrider og -alkoxider samt jordalkalimetalhydroxider, -carbonater, -hydrider og -alkoxider. Repræsentative 35 eksempler pâ sâdanne baser er primære aminer sâsom n- 11

DK 157195 B

propylamin, n-butylamin, cyclohexylamin,benzylamin og octylamin, sekundære aminer sâsom diethylamin, morpholin, pyrrolidin og piperidin, tertiære aminer sâsom triethylamin, N-ethylpiperidin, N-methylmorpholin og 5 l,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-en, hydroxider sâsom na-triumhydroxid, kaliumhydroxid, ammoniumhydroxid og bariumhydroxid, alkoxider sâsom natriumethoxid og ka-liummethoxid, hydrider sâsom calciumhydrid og natrium-hydrid, carbonater sâsom kaliumcarbonat og natriumcar-10 bonat, bicarbonater sâsom natriumbicarbonat og kalium-bicarbonat, og alkalimetalsalte af langkædede fede sy-rer sâsom natrium-2-ethylhexanoat.

Foretrukne basesalte af forbindelsen med form-len I, hvori R1 er hydrogen, er natrium-, kalium- og 15 triethylaminsalte.

Forbindelserne ifolge opfindelsen vil endvidere kunne danne syreadditionssalte. Sâdanne salte kommer indenfor opfindelsens omfang, og de fremstilles ved standardteknik for penamforbindelser. Eksempler pâ sy-20 readditionssalte, der er særlig værdifulde, er hydro-chlorid-, hydrobromid-, phosphat-, perchlorat-, citrat-, tartrat-, pamoat-, glutarat- og 4-toluensulfonatsal-te.

Som angivet ovenfor, er 6-aminopenicillansyre-25 1,1-dioxid og farmakologisk acceptable salte (slutpro-duktet) deraf inhibitorer af mikrobielle β-lactamaser, og de foroger den antibakterielle effektivitet af β-lactamantibiotika (penicilliner og cephalosporiner) overfor mange mikroorganismer, der producerer en β-30 lactamase. Den mâde, hvorpâ slutproduktet foroger ef-fektiviteten af et β-lactamantibiotikum in vitro kan be-dommes ved hjælp af forseg, hvorved man mêler MIC (Minimum Inhibitory Concentration) af et givet antibioti-kum alene og af nævnte slutprodukt alene. Disse MIC-35 værdier sammenlignes derpâ med MIC-værdier opnâet med en kombination af det givne antibiotikum og slutpro-

DK 157195 B

12 duktet. Nâr kombinationens antibakterielle effekt er signifikant st0rre, end man ville hâve kunnet forudsige ud fra effekten af de enkelte forbindelser, betragtes dette som en foragelse af aktiviteten. MIC-værdier af 5 kombinationer mâles under anvendelse af den frem-gangsmâde, der er beskrevet af Barry og Sabath i "Ma-nual of Clinical Microbiology", udgivet af Lenette, Spaulding og Truant, 2. udgave, 1974, American Society for Microbiology.

10 P.eks. forager 6-aminopenicillansyre-l,l-dioxid og farmakologisk acceptable salte deraf den antibakterielle effektivitet af penicillin G over for anaerobe bakterier sâsom Bacteroides spp. og effektiviteten af ampicillin overfor modstandsdygtige stammer af Staphy-15 lococcus aureus.

Man kan endvidere, som i nedennævnte biologiske afpravning, mâle den inhiberede virkning af slutpro-duktet pâ hydrolysen af ampicillin ved hjælp af β-lactomaser fra ampicillinresistente mikroorganismer.

20 Evnen hos slutproduktet til at forage effektivi teten af et β-lactamantibiotikum over for visse β-lactamaseproducerende bakterier gar dem værdifulde til co-administrering med visse β-lactamantibiotika ved be-handlingen af bakterielle infektioner hos pattedyr, is-25 ær mennesket. Ved behandlingen af en bakteriel infek-tion kan slutproduktet blandes med β-lactamantibiotiket og de to midler derved indgives samtidigt. Alternativt kan slutproduktet indgives som et separat middel under en behandling med et β-lactamentibiotikum.

30 De falgende eksempler tjener til yderligere il lustration af opfindelsen. Infrarade (IR) spektra blev malt som kaliumbromidskiver (KBr skiver) og diagnostis-ke absorptionsbând er angivet i balgelængdetal (cm-1). Kernemagnetiske resonansspektra (NMR) blev mâlt ved 35 60MHz for oplasninger i deutero-chloroform (CDCl3) el-ler deuteriumoxid (D20) og top-positioner er udtrykt i

DK 157195 B

13 dele pr. million (ppm) "downfield" i forhold til tetra-methylsilan eller natrium-2,2-dimethyl-2-silapentan-5-sulfonat. Der er benyttet folgende forkortelser for topforme: s, singlet; d, dublet; t, triplet; q, kvar-5 tet; m, multiplet.

Eksempel 1

Benzyl-6-benzyloxycarbonylaminopenicillanat-l,l-dioxid.

a) 6-Benzyloxycarbonylaminopenicillansyre.

10 Til en suspension af 108 g 6-aminopenicillansyre i 200 ml vand blev sat en ringe mængde is. Suspensionen blev omrort mekanisk i isbad, idet pH-værdien blev ind-stillet pâ 7,3 under anvendelse af 6 N natriumhydroxid.

Til den sâledes o'pnâ’ede blanding blev sat 200 ml aceto-15 ne plus en ringe mængde yderligere is. Derpâ fulgte tilsætning af 86 ml benzylchlorformiat i acetone i to portioner med ca. 5 minutters mellemrum. pH-værdien blev holdt i omrâdet 6,5 til 7,0 ved tilsætning af yderligere 6 N natriumhydroxid. Blandingen blev omrort 20 i ca. 45 minutter, hvorpâ pH-værdien blev indstillet pâ 7,0. Reaktionsblandingén blev vasket to gange med e-thylacetat og derpâ blev der sat en yderligere mængde frisk ethylacetat til den vandige fase. pH-værdien blev indstillet pâ 2,7, og lagene blev skilt. Ethylacetat-25 laget blev vasket med natriumchloridoplosning, torret under anvendelse af vandfrit natriumsulfat og inddampet i vakuum. Dette gav 188 g af titelforbindelsen, forure-net med en ringe mængde af oplosningsmiddel. Produktets NMR-spektrum (i CDCl3) viste absorptioner ved 7,32 (s), 30 6,05-5,26 (m), 5,08 (s), 4,41 (s), 1,63 (s) og 1,54 (s) ppm.

b) Benzyl-6-benzyloxycarbonylaminopenicillanat.

Til en oplosning af 188 g 6-benzyloxycarbonyl-aminopenicillansyre (fra a) i 300 ml N,N-dimethylfor-35 mamid blev sat 82,7 ml diisopropylethylamin. Dette be-virkede, at der udfældedes et fast stof, og der blev

DK 157195 B

14 tilsat yderligere 100 ml Ν,Ν-dimethylformamid. Til den-ne blanding blev sat 57 ml benzylbromid, og den resul-terende blanding blev omrort natten over ved stuetempe-ratur under nitrogen. De faste stoffer, der var tilste-5 de, blev fjernet ved filtrering og bortkastet. Filtra-tet blev delt i to halvdele, og hver halvdel blev fore-net med 600 ml vand og 500 ml ethylacetat. pH-værdien blev indstillet pâ 3,0, og ethylacetatlagene blev fjernet og forenet. Den resulterende ethylacetatoplosning 10 blev vasket med 500 ml vand ved pH 2,9. Ethylacetatop-losningen blev derpâ vasket to gange med 400 ml vand indstillet pâ pH 8,1. Til slut blev ethylacetatoplos-ningen vasket med 400 ml natriumchloridoplosning og torret under anvendelse af vandfrit natriumsulfat. Ved 15 inddampning af den torrede oplosning i vakuum opnâedes 230,7 g af titelforbindelsen som en ravfarvet olie. Produktets NMR-spektrum (i CDCl3) viste absorptioner ved 7,29 (S, 10H), 5,88-5,25 (m, 2H), 5,08 (s, 2H), 4,43 (s, 1H), 1,57 (S, 3H) og 1,38 (s, 3H) ppm.

20 c) Benzyl-6-benzyloxycarbonylaminopenicillanat-l,1-dioxid.

Til en oplosning af 217,8 g benzyl-6-benzyl-oxycarbonylaminopenicillanat (fra b) i 450 ml methy-lenchlorid blev sat 250 g m-chlorperbenzoesyre under 25 omroring i lobet af 1 time. Man lod reaktionsblandingen opvarmes til stuetemperatur, og omroringen fortsattes natten over. Derefter blev det faste materiale fjernet ved filtrering og bortkastet, og filtratet blev inddam-pet til terhed i vakuum. Det resulterende faste stof 30 blev fordelt mellem 500 ml ethylacetat og 500 ml vand, og pH-værdien blev indstillet til 7,4 under anvendelse af mættet natriumbicarbonatoplosning. Ethylacetatlaget blev fjernet og sat til 400 ml vand, og pH-værdien blev indstillet pâ 8,2 med mættet natriumbicarbonatoplos-35 ning. Dette resulterede i dannelse af en émulsion, der blev delt i to lige store dele. Til hver del blev sat

DK 157195 B

15 200 ml mættet natriumchloridoplosning og 200 ml ethylacetat. Dette bevirkede, at emulsionen blev brudt, og ethylacetatlagene blev fjernet og forenet. Den re-sulterende ethylacetatoplosning blev vasket med 200 ml 5 natriumchloridopl0snîng og terret over vandfrit natriumsulfat. Ved inddampning af den terre ethylaceta-toplesning i vakuum opnâedes 168 g rât produkt. Dette râ produkt blev opslæmmet i methanol, og det faste ma-teriale blev fjernet ved filtrering. Dette gav 70 g af 10 titelforbindelsen i i det væsentlige ren form. Methanolmodervæskerne blev inddampet til terhed, og der blev sat en ring© maengd-e- methanol til remanensen. Denne blanding blev afkelet, hvilket bevirkede fremkomst af en yderligere mængde fast stof. Dette faste stof blev 15 isoleret ved filtrering, hvorved opnâedes yderligere 7 g af titelforbindelsen i i det væsentlige ren form.

NMR-spektret (i CDCl3) viste absorptioner ved 7,29 (S, 10H), 6,22 (d, 1H, J=10Hz), 5,77 (dd, 1H, J=4Hz, J2=10HZ), 5,20-5,05 (m, 4H), 4,70 (d, 1H, 20 J=4Hz), 4,48 (s, 1H), 1,49 (s, 3H) og 1,24 (s, 3H) ppm.

Eksempel 2 6-(Benzyloxycarbonylamino)penicillansyre-1,1-dioxid-25 536 mg 6-(benzyloxycarbonylaminoJpenicillansyre blev bragt i oplosning i en blanding af 10 ml vand oglO ml acetone ved hjælp· af 1 N natriumhydroxidoplesning. Oplesningens pH-værdi var 6. En blanding af 484 mg ka-liumpermanganat og 625 mg kaliumdihydrogenphosphat blev 30 knust i' en morter, hvorpâ det knuste materiale blev opl0st i 30' ml vand til dannelse af en oxiderende opldsning. Den oxiderende opl0sning blev afkelet til ca. 0°C og blev derpâ under omroring sat til oplesnin-gen af penicillinforbindelsen ved ca. 0°C. Omroringen 35 blev fortsat i 5 minutter; derpâ blev kolebadet fjernet, og blandingen blev omrort i yderligere 5

DK 157195 B

16 minutter. Pâ dette tidspunkt blev der tilsat et ligesâ stort rumfang ethylacetat til reaktionsblandingen, og pH-værdien blev indstillet pâ 7,5. Der blev tilsat fast natriumbisulfit, idet pH-værdien blev holdt ved 7,5, 5 indtil den brune farve var forsvundet. pH-værdien blev sænket til 1,5. Ethylacetatlaget blev fjernet, vasket med mættet natriumchloridopl0sning, torret (Na2SC>4) og ' inddampet i vakuum. Herved opnâedes 442 mg (75% udbyt- te) 6-benzyloxycarbonylamino)penicillansyre-l,l-dioxid.

10 IR-Spektret viste absorptioner ved 1795, 1712, 1312 og 1163 cm-1. NMR-Spektret (CDC13) viste absorptioner ved 7,32 (s, 5H), 6,37 (d, 1H, J=10,5Hz), 5,83 (dd, 1H, J=4 og 10,5 Hz), 5,13 (S, 2H), 4,81 (d, 1H, J=4 Hz), 4,49 (s, 1H), 1,56 (s, 3H) og 1,41 (s, 3H) ppm.

15

Eksempel 3

Benzyl-6-aminopenicillanat-l,l-dioxid.

Til 1,23 g (2,4 mmol) benzyl-6-(2,2,2-trichlor-20 ethoxycarbonylamino)penicillanat-l,l-dioxid i 20 ml te-trahydrofuran blev sat 2,0 g zinkstov efterfulgt af 4,0 ml 1 M kaliumdihydrogenphosphat under kraftig omroring. Omroringen fortsattes i 1 time og derpà blev tilsat yderligere 2,0 g zinkstov og 4,0 ml 1 M kaliumdihydro-25 genphosphat. Efter yderligere 1 times omroring blev reaktionsblandingen filtreret, og filtratet blev inddampet under vakuum, idet pH-værdien blev holdt inden for omrâdet 6,5 til 7,0. Den vandige remanens blev fortyn-det med en yderligere mængde vand, hvorpâ produktet 30 blev ekstraheret med ethylacetat. Ethylacetaten blev vasket med vand og derpà torret under anvendelse af natriumsulfat. Ved inddampning af den torrede ethylace-tatoplosning i vakuum opnâedes titelforbindelsen.

DK 157195 B

17

Eksempel 4

Pivaloyloxymethyl-6-aminopenicillanat-l,1-dioxid.

a) Pivaloyloxymethyl-6-benzyloxycarbonylaminopenicil-lanat.

5 Til en omrort opl0sning af 3,50 g 6-benzyloxy- carbonylaminopenicillansyre i 15 ml N,N-dimethylform-amid blev sat 1,30 g diisopropylethylamin fulgt af 1,55 g chlormethylpival-at og 50 mg natriumiodid ved ca. 0°C. Reaktionsblandingen blev omr0rt ved ca. 0°C i 30 minut-10 ter og derpâ ved stuetemperatur i 24 timer. Reaktionsblandingen blev derpâ fortyndet med ethylacetat og vand, og den vandi’ge fases pH-værdi blev indstillet pâ 7,5. Ethylacetatlaget blev fraskilt og vasket tre gange med vand og en gang med mættet natriumchlorïdopl0sning.

15 Ethylacetatoplosningen blev derpâ torret under anven-delse af vandfrit natriumsulfat og inddampet i vakuum, hvorved man opnâede titelforbindelsen.

b) Pivaloyloxymethyl-6-aminopenicillanat-l,1-dioxid,

Til en suspension af 2,0 g 5%'s palladium-pâ-20 carbon i 20 ml ethylacetat blev sat til en opl0sning af 2,0 g pivaloyloxymethyl-6-benzyloxycarbonylaminopenicil-lanat-1,1-dioxid i 10 ml ethylacetat. Blandingen blev rystet under en hydrogenatmosfære ved et tryk pâ ca. 50 p.s.i.g. i 30 minutter. Blandingen blev filtreret, og 25 oplosningsmidlet blev fjernet ved inddampning i vakuum, hvorved opnâedes titelforbindelsen.

Produktet blev genoplost i et lille rumfang e-thylacetat, og der blev langsomt drâbevis tilsat en 0,5 M oplosning af 4-toluensulfonsyre» Herved udfældedes 304-toluensulfonatsaltet af titelforbindelsen. Det blev isoleret ved filtrering.

DK 157195 B

18

Eksempel 5

Pivaloyloxymethyl-6-benzyloxycarbonylaminopenicillanat- 1,1-dioxid.

Til 4,65 g pivaloyloxymethyl-6-benzyloxycarbo-5 nylpenicillanat (se Eks. 4) i 15 ml dichlormethan blev sat 4,00 g 3-chlorperbenzoesyre ved 0°C. Reaktions-blandingen blev omrort ved 0°C i 1 time og derpâ ved 25 °C i 24 timer. Det faste materiale blev fjernet ved filtrering, og filtratet blev inddampet i vakuum.'

10 Remanensen blev delt mellem ethylacetat og vand ved pH

7,5, og ethylacetatlaget blev fjernet. Ethylacetatlaget blev torret og koncentreret til torhed 1 vakuum, hvor-ved man opnâede titelforbindelsen.

15

Anvendelseseksempel 1 a) Natrium-6-aminopenicillanat-l,1-dioxid.

Til en suspension af 4,7 g 5%'s palladium-pâ-carbon i 10 ml vand blev sat en oplesning af 4,7 g ben-20 zyl-6-benzyloxycarbonylaminopenicillanat-l,1-dioxid (se Eks. 1) i 50 ml ethylacetat. Blandingen blev hydrogene-ret ved et tryk fra 58-44 p.s.i.g. i 15 minutter. Der blev derpâ til blandingen sat 2,5 ml 2 N natriumhydro-xid, og den resulterende blanding blev filtreret. Den 25 vandige fase blev fjernet, dens pH-værdi blev indstil-let pâ 5,3, og den blev derpâ frysetorret. Dette gav 1,19 g af titelforbindelsen. IR-spektret (KBr-skive) viste absorptioner ved 1810, 1610, 1320 og 1120 cm-1. NMR-spektret (i D20) viste absorption ved 5,01 (d, 1H, 30 J=4Hz), 4,87 (d, 1H, J=4Hz), 4,24 (s, 1H), 1,55 (s, 3H) og 1,42 (s, 3H) ppm.

b) 6-Aminopenicillansyre-l,1-dioxid.

Til en oplesning af 2,70 g (0,01 mol) natrium-6-aminopenicillanat-i,l-dioxid i 30 ml vand blev sat 5 ml 35 2 N saltsyre. Blandingen blev koncentreret til et lille rumfang i vakuum, og derpâ blev det faste stof, der ud-

DK 157195 B

19 fældedes, isoleret ved filtrering. Herved opnàedes den i overskriften angivne zwitterion.

5 Anvendelseseksempel 2 6-Aminopenicillansyre-l,1-dioxid.

En opl0sning af 442 mg 6-(benzyloxycarbonylami-no)penicillansyre-l,l-dïoxid (se Eks» 2) i 10 ml ethyl-acetat blev sat til en opslæmning af 442 mg 10%'s pal-10 ladium-pâ-carbon i 5 ml vand. Blandingen blev rystet under en hydrogenatmosfære i 30 minutter ved ca. 50 psig. hvorpâ katalysatoren blev fjernet ved filtrering. Filtratets pH-værdi' blev indstillet pâ 5,2 under anven-delse af 1 N natriumhydroxidoplesning, hvorefter den 15 vandige fase blev fjernet og lyofiliseret. Herved opnàedes 150 mg 6-aminopenicillansyre-l,1-dioxid som na-triumsaltet (48% udbytte). NMR-spektret (D20) viste ab-sorptioner ved 5,0 (q, 2H), 4,25 (s, 1H), 1,50 (s, 3H) og 1,35 (s, 3H) ppm sammen med toppe for nedbrydnings-20 produkter.

Anvendelseseksempel 3 6-Aminopenicillansyre-l,1-dioxid.

25 Ved hydrogenering af benzylesteren af 6-amino penicillansyre-l , 1-dioxid (se Eks. 3) under anvendelse af fremgangsmâden ifolge Anvendelseseksempel 1 opnàedes 6-aminopenicillansyre-l,1-dioxid i form af natriumsal-tet. Natriumsaltet kan omdannes itil den tilsvarende 30zwitterion under anvendelse af fremgangsmâden if0lge samme eksempel.

20

DK 15 719 5 B

BIOLOGISK AFPR0VNING AF 6-AMINOPENICILLANSYRE-1,1-DIOXID a) Strukturer Q, o 5 NH2 ^ ) I >ch3 o5"*—·N-1,

COOH

10 6-aminopenicillansyre-l,1-dioxid.

a? ? CH-C-NH ^ Sv'1 CH3 «Η- Ί-< TCH3 2 ^-N-

15 O tOOH

ampicillin b) Afpr0vningsfremgangsmâde

Man ekstraherede cellefri β-lactamaseenzymer fra 20 ampicillinresistente mikroorganismer og mâlte ved hjælp af disse i en 15-20 minutters période hydrolysehastig-heden for ampicillin under anvendelse af mikroiodometri ifolge Novick (Biochemical Journal, 83, 236, 1962), idet man dog holdt hydrolysemediet ved 37 °C og en pH-25 værdi pâ 6,5. Begyndelseskoncentrationen af ampicillin var 33 mol/ml. Endvidere mâlte man ved ovennævnte frem-gangsmâde hydrolysehastigheden for ampicillin ved β-lactamasen under tilstedeværelse af 6-aminopenicillansyre-l, 1-dioxid, idet begyndelseskoncentrationen af 30 denne forbindelse i hydrolysemediet var enten 16,5 el-1er 33 pmol/ml.

Man fastslog 6-aminopenicillansyre-l,1-dioxids funktion som β-lactamaseinhibitor ved at sammenligne hydrolysehastighederne for ampicillin, henholdsvis uden 35 og ved tilstedeværelse af 6-aminopenicillansyre-l,1-dioxid, resultaterne vises i Tabel I, idet inhibitions-

DK 157195 B

21 evnen for den omhandlede forbindelse er beregnet som 100 x (l-(forholdet mellem begyndelseshydrolysehastig-hederne for ampicillin, henholdsvis ved og uden til-stedeværelse af 6-aminopenicillansyre-l,l-dioxid)).

5 c) Resultater __TABEL I_

Mikroorganisme Staminé Inhibitionsevne for 10 6-aminopenicillansyre- 1,1-dioxid__ ___ved 16,5 mol/ml ved 33 mol/ml

Staphylococcus 01A400 74 95 aureus 15 Escherichia 51A129 70 89 coli

Klebsiella 53A079 49 76 pneumoniae____ 20 d) Konklusion

Man kan af resultaterne i Tabel I udlede, at 6-aminopenicillansyre-^l-dioxid er en effektiv β-lacta-maseinhibitor mod de afprovede stammer af Staphylococcus aureus, Escherichia coli og Klebsiella pneumonia.

25 Det kan som folge heraf forudses, at 6-aminopenicillan-syre-l,l-dioxid vil være nyttig til forstærkning af den antibakterielle virkning af ampicillin imod infektioner hos mennesker med Staphylococcus aureus, Escherichia coli eller Klebsiella pneumoniae.

Claims (3)

1. Penicillansyre-1,1-dioxidderivater til anven-delse som udgangsmateriale ved fremstillingen af 6-ami-nopenicillansyre-1,1-dioxid kendetegnet ved, at penicillansyre-1,1-dioxidderivaterne har formlen 5 H H %f* CH 10 oJ^—V13! (I) 'COORX 4 15hvori R1 betegner hydrogen, benzyl eller pivaloylmet-hyl, og R2 betegner hydrogen, benzyloxycarbonyl eller 2,2,2-trichlorethoxycarbonyl, med det forbehold, at R1 og R2 ikke begge er hydrogen, eller et sait deraf.

2. Forbindelse ifolge krav 1 kendeteg- 20. e t ved, at R1 er hydrogen, og R2 er benzyloxycarbonyl eller 2,2,2-trichlorethoxycarbonyl.

3. Forbindelse ifolge krav 1 kendetegnet ved, at R1 er benzyl, og R2 er benzyloxycarbonyl.