DK171132B1 - Monocycliske beta-lactam-forbindelser og fremgangsmåde til fremstilling deraf - Google Patents

Description

i DK 171132 B1

Den foreliggende opfindelse angår hidtil ukendte monocyc-liske Æ-lactam-forbindelser og en fremgangsmåde til fremstilling heraf.

5 Den senere tids opdagelse og strukturmæssige klarlæggelse af />-lactamase-inhibitoren clavulansyre, de antibiotiske penemer og carbapenemer såvel som de monocycliske nocar-diciner og monobactamer har fået forskerne til at tage forholdene imellem struktur og aktivitet hos Ø-lactam-an-10 tibiotika op til fornyet overvejelse. Som følge heraf har beslægtede syntetiske og enzymatiske studier af monocycliske /J-lactamer fået ny betydning.

Med opfindelsen tilvejebringes en gruppe af hidtil ukend-15 te monocycliske Ø-lactam-forbindelser med den almene formel W1? 20 ^-N-0-C-R3 (IV) hvori R er amino, en beskyttet aminogruppe, hydrogen, C.-C.-al- 25 14 kyl, C^-C^-alkoxycarbonyl, beskyttet carboxy, carboxy eller C^-C^-alkyl substitueret med hydroxy, halogen, meth-oxy, beskyttet amino, amino, beskyttet carboxy, carboxy eller cyano; 1 2 3 4 5 6 2 R1 er hydrogen, Cj-C^-alkyl, C^-C^-alkoxycarbonyl, be 3 skyttet carboxy, carboxy, phenyl, phenyl substitueret med 4 C^-C^-alkyl, hydroxy, halogen, C^-C^-alkoxy, amino, beskyttet amino, carboxy, beskyttet carboxy eller cyano, 5 eller R., er C..-C.-alkyl substitueret med hydroxy, halo- 6 14 gen, methoxy, amino, beskyttet amino, carboxy, beskyttet DK 171132 B1 2 carboxy eller cyano; og

Rg er methyl, phenyl eller phenyl substitueret med C^-C^-alkyl, C^-C^-alkoxy, halogen eller nitro? 5 idet de aminobeskyttende grupper er valgt blandt C^-C^-alkanoyl, benzoyl, som eventuelt er substitueret med lavere alkyl, lavere alkoxy, cyano, hydroxy eller halogen, arylalkanoyl, som eventuelt er ringsubstitueret med 10 lavere alkyl, lavere alkoxy, halogen, cyan eller hydroxy og eventuelt er α-substitueret med amino, hydroxy eller carboxy, aryloxy- og arylthioalkanoyl, som eventuelt er ringsubstitueret med halogen, heteroarylalkanoyl, hvor heteroarylgruppen er valgt blandt thienyl, furyl, thiazo-15 lyl, oxazolyl, thiadiazolyl og oxadiazolyl og eventuelt er substitueret med amino, hydroxy, halogen eller methyl, og som eventuelt er α-substitueret med amino, hydroxy, carboxy eller alkoximino, og carbamatdannende grupper med formlen 20 0 r5-o-c- hvori R_ er C- -C(--alkyl, halogen-substitueret alkyl, C~-Cg-alkenyl, Cg-Cg-cycloalkyl, adamantyl, diphenylmethyl, benzyl eller benzyl substitueret med methoxy, methyl, halogen eller nitro, eller Rg er en tert.-alkynylgruppe med formlen 30 R, I6 H-C5C-C- R7 35 DK 171132 B1 3 hvori Rg og hver for sig er hydrogen eller C^-Cg-alkyl eller tilsammen danner en C5-C7-cycloalkylgruppe, eller de aminobeskyttende grupper er valgt blandt sådan-5 ne, der sammen med aminogruppen danner en diacylimido-gruppe eller gruppen 0 0 10 0 N-

Y

hvor 0 betyder phenyl, 15 og idet de carboxybeskyttende grupper er valgt blandt tert.-butyl, trihalogenethyl, 2-iodethyl, allyl, benzyl, p-methoxybenzyl, p-nitrobenzyl og diphenylmethyl, 20 eller syreadditionssalte deraf.

Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde til fremstilling af de ovennævnte 0-lactam-forbindelser med form-__ len (IV), hvilken fremgangsmåde beskrives nærmere neden-for.

Udgangsmateriale fremstilles ved, at man omsætter en 0-substitueret ester med hydroxylamin til opnåelse af en 0-substitueret hydroxamsyre. Denne hydroxamsyre acyleres til opnåelse af en O-acylhydroxamat-forbindelse, som derefter ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen cycliseres til en l-acyloxy-2-azetidinon. N-acyloxyazetidinonerne underkastes en solvolyse, hvorved der dannes N-hydroxy-2- azetidinoner. Fortrinsvis omdannes amino-beskyttede 0- 35 DK 171132 B1 4 substituerede a-aminosyreestere til N-hydroxy-3-beskyttet amino-2-azetidinoner, der er nyttige mellemprodukter.

N-hydroxyazetidinonerne kan ved hjælp af kendte metoder 5 omdannes til antibiotika af nocardicin-typen, monobacta-mer, O-sulfaterede azetidinoner, penem-forbindelser og carbapenem-forbindelser.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen til fremstilling af 10 monocycliske Æ-lactam-forbindelser med den ovenfor viste almene formel (IV) er ejendommelig ved, at man (a) foretager en ringslutning af en forbindelse med formlen 15 y R-CH-CH-R. (III) I 1 C0NH-0-C0-R3 20 hvori R, R^ og R^ har de ovenfor angivne betydninger, og Y er hydroxy, brom eller chlor, eller (b) acylerer en forbindelse med formlen (IV), der i ste- __ det for gruppen 25 0 “°-Κ3 indeholder et hydrogenatom, til opnåelse af en forbindel-30 se med formlen (IV) indeholdende acylgruppen 0 -0*3' 35 DK 171132 B1 5 hvorefter man om ønsket (c) fjerner eventuelle tilstedeværende beskyttende grupper og omdanner den dannede forbindelse med formlen (IV) 5 til et syreadditionssalt deraf.

I forhold til den kendte teknik, som anvender (CH^Jg-C-i stedet for R^, har O-acylforbindelserne ifølge opfindelsen den fordel, at de væsentligt lettere lader sig hy-10 drolysere i sammenligning med O-pivaloylforbindelserne ifølge den kendte teknik. Faktisk er O-pivaloylforbindelserne praktisk taget uanvendelige, fordi de kun vanskeligt lader sig hydrolysere. Endvidere opnås N-hydroxy-forbindelsen, der er resultatet af hydrolysen af 0-acyl-15 mellemproduktet, i meget ren tilstand, og den er stabil ved opbevaring. I modsætning hertil er den N-hydroxy-forbindelse, som opnås ved anvendelse af et 0-pivaloyl-derivat, vanskelig at rense, og den er ustabil ved opbevaring. Derfor er O-acylforbindelserne ifølge opfindelsen 20 væsentligt bedre som mellemprodukter end O-pivaloylforbindelserne.

Ved fremstillingen af udgangsmaterialet (III) omsætter man en 0-substitueret ester med formlen 25

Y

R-|—LRl 1 COOR2 30 med hydroxylamin til opnåelse af hydroxamsyre-derivatet med formlen

Y

35 R-|-L*! 2

CONHOH

DK 171132 B1 6 hvori Y og R^ har de ovenfor angivne betydninger, og R2 er som defineret nedenfor.

Hydroxaminsyren (2) acyleres med et aktiveret derivat af 5 en carboxylsyre til opnåelse af et O-acylhydroxamat med formlen

Y

R—1-Lr 3

10 I

C0NH-0-C0-R3 hvori Rg har den ovenfor angivne betydning.

, O-acylhydroxamatet cycliseres derefter ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen til O-acyl-N-hydroxyazetidinonen med formlen (4). Når Y er hydroxy, gennemføres cycliseringen med et dialkylazodicarboxylat og en organophosphorforbin- delse valgt blandt triphenylphosphin, triphenylphosphit, diphenylphenylphosphat og phenyldiphenylphosphinoat. Når z u Y er chlor eller brom, gennemføres cycliseringen med en base.

R1 25 η 4 λ-N—Ο—CO—R« (Γ Λ I forbindelserne 1-4 har R, R^, R^ og Y de ovenfor angiv-30 ne betydninger. Substituenten R3 i formlen 1 er C^-C^-al-kyl eller en carboxy-beskyttende gruppe.

Betegnelsen "beskyttet carboxy" refererer til en carboxy-gruppe, der er blokeret eller beskyttet af en gruppe, der 35 DK 171132 B1 7 let lader sig fjerne, når de fornødne reaktioner er forløbet til ende. Sådanne grupper er de velkendte konventionelle carboxybeskyttende grupper: tert.-butyl, tri- halogenethyl (f.eks. 2,2,2-trichlorethyl), 2-iodethyl, 5 allyl, benzyl, p-methoxybenzyl, p-nitrobenzyl og diphe-nylmethyl.

O-acylhydroxamaterne med formlen 3 fremstilles ved acyle-rlng af hydroxamsyren (2) med et aktiveret derivat af en 10 carboxylsyre R^COOH. "Aktiverede derivater" af carboxylsyrer, der er nyttige ved acyleringen, omfatte syreanhy-drider og syrehalogenider. Syrehalogeniderne, f.eks. syrechloriderne og syrebromiderne, anvendes ved acyleringen i nærværelse af et syrebindende middel, såsom tertiær 15 amin, triethylamin eller N,N-diethylanilin. Fortrinsvis fremstilles O-acylhydroxamaterne (3) med syreanhydrider.

Som eksempler på carboxylsyrer med formlen R^COOH, som kan anvendes ved acyleringen, kan anføres eddikesyre, 20 benzoesyre, anissyre, p-nitrobenzoesyre, 3-methoxybenzoe-syre og p-chlorbenzoesyre.

En foretrukken carboxylsyre er eddikesyre. En anden fore-trukken syre er benzoesyre.

25

Acyleringen gennemføres med hydroxamsyren (2) ved stuetemperatur i et inert opløsningsmiddel med et overskud af acyleringsmidlet. Reaktionen forløber udmærket ved en temperatur på mellem ca. 15 og ca. 45 °C, og den finder 30 sted med en passende hastighed, når der anvendes temperaturer på omkring 20-25 °C.

Syrehalogenidet, syreanhydridet eller den aktive ester af syren RgCOOH tilsættes i et overskud i forhold til den 35 støkiometriske mængde, og generelt foretrækkes et overskud på omkring 2-3 gange ved de fleste praktiske acyle-ringer.

DK 171132 B1 8

Inerte opløsningsmidler, der kan anvendes i processen, omfatter f.eks. methanol, ethanol, tetrahydrofuran, ace-tonitril, methylenchlorid og andre sædvanlige organiske opløsningsmidler, hvori hydroxamsyren (2) og acylerings-5 midler er i det mindste delvis opløselige.

Forløbet af acyleringen kan følges ved tyndtlagskromato-grafi eller ved anvendelse af en ferrichlorid-farvetest på en lille prøve af reaktionsblandingen. Hydroxamsyren 10 (2) reagerer således, at den giver en positiv test over for ferrichlorid (generelt en rød farve), mens dette ikke er tilfældet for acyl-derivatet. Når reaktionen er forløbet til ende, er denne test negativ.

15 For at undgå for tidlig solvolyse af O-acyl-derivaterne forud for cycliseringen søger man for at oparbejde reaktionsblandingen omgående. Produktet (3) isoleres let ved konventionelle procedurer. Ved en anvendelse af disse procedurer udhældes reaktionsblandingen i en blanding af 20 fortyndet vandigt natrium- eller kaliumcarbonat og et organisk opløsningsmiddel såsom ethylacetat. Produktet optages i den svagt basiske opløsning, som blandes med et organisk opløsningsmiddel såsom methylenchlorid eller ethylacetat, hvorefter blandingen gøres sur til pH 4-5.

25 Produktet optages i den organiske fase, som derefter frasepareres, vaskes, tørres og inddampes til opnåelse af 0-acyl-produktet (3).

Cycliseringen af produktet (3), hvori Y er OH, til 2-aze-30 tidinonen (Ø-lactamen)(4) gennemføres med et dialkylazo-dicarboxylat (DAAD) og en organophosphorforbindelse valgt blandt triphenylphosphin (TTP), triphenylphosphit, diphe-nylphenylphosphonat (0-P(00)2) og phenyldiphenylphosphi-noat ((0)2P-00), hvor 0 er en phenylgruppe, eller med 35 TPP-carbontetrachlorid-triethylamin. Processens cyclise-ringstrin gennemføres under i det væsentlige vandfri betingelser i et inert opløsningsmiddel, f.eks. acetonitril DK 171132 B1 9 eller tetrahydrofuran, ved en temperatur på mellem ca. 15 og ca. 40 °C, fortrinsvis ved en temperatur på omkring 20-25 °C. For at opnå de bedst mulige resultater gennemfører man reaktionen i en atmosfære af en tør inert gas, 5 såsom nitrogen eller argon. Phosphorforbindelsen og dial-kylazodicarboxylatet anvendes hver for sig i et overskud på 100 mol-% i forhold til forbindelsen (3). Et foretrukket dialkylazodicarboxylat er diisopropylazodicarboxylat. Diethylazodicarboxylat virker også godt ved cycliserin-10 gen, men på grund af de lavere omkostninger foretrækker man diisopropyl-reaktanten, når der arbejdes i stor målestok. Den foretrukne phosphorforbindelse er TPP.

Alternativt kan man gennemføre cycliseringen af forbin-15 delsen (3) til forbindelsen (4) ved hjælp af triphenyl-phosphin carbontetrachlorid og triethylamin (TPP-CCl^-TEA). Hver af komponenterne i denne reaktant anvendes i et overskud på 100 mol-% i forhold til O-acyl-derivatet (3).

20 N-acyloxy-2-azetidinonen (4) udvindes fra reaktionsblandingen og kan renses ved kromatografi eller omkrystallisation. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Reaktionen gennemføres med TPP-DAAD-reaktanten på følgen 2 de måde: 0-acylhydroxamatet (3) opløses i et inert tørt 3 opløsningsmiddel, eksempelvis tetrahydrofuran, og mens 4 opløsningen beskyttes imod atmosfærisk fugtighed, tilsæt 5 tes TPP og DAAD. Alternativt sætter man O-acylhydroxama- 6 tet (3) eller en vandfri opløsning deraf til en tør op 7 løsning af TPP og DAAD. Blandingen omrøres ved stuetempe 8 ratur og overvåges ved tyndtlagskromatografi. Når reak 9 tionen er forløbet til ende, koncentreres blandingen ved 10 inddampning, og koncentratet eller inddampningsresten, 11 der indeholder Ø-lactam-produktet, renses ved kromatogra fi.

DK 171132 B1 10

Cycliseringen af forbindelsen (3) med TPP-CCl^-TEA-reak-tanten gennemføres på følgende måde: Man fremstiller en vandfri opløsning af forbindelsen (3) og CCl^, og denne blanding beskyttes imod atmosfærisk fugtighed.

5

Man tilsætter TPP og TEA, hvorefter man bevæger reaktionsblandingen ved omrøring eller omrystning. Reaktionens forløb følges ved tyndtlagskromatografi, og når reaktionen er forløbet til ende, udvindes produktet (4) 10 og renses ved kromatografi og omkrystallisation. Når cycliseringen er fuldstændig, koncentrerer man f.eks. reaktionsblandingen ved inddampning, hvorefter man kromato-graferer koncentratet, som indeholder produktet, over si-licagel.

15

Cycliseringen af et O-acylhydroxamat (3), hvori R er en acylaminogruppe, til en N-acyloxy-2-azetidinon gennemføres fortrinsvis med TPP-DAAD-reaktanten. Når imidlertid den aminobeskyttende gruppe er af den carbamatdannende 20 type, såsom ethoxycarbonyl eller benzyloxycarbonyl, er det foretrukne cycliseringsreagens DPP-CCl^-TEA.

Cycliseringen af O-acylhydroxamatet (3) til 0-lactam-forbindelsen (4) gennemføres i de tilfælde, hvor Y er andet 25 end hydroxy, med en organisk eller uorganisk base. F.eks.

kan cycliseringen gennemføres med natriumhydrid, et li-thium-di-tert.-butylamid, eller med et alkalimetalcarbo-nat såsom lithium-, natrium- eller kaliumcarbonat. 1 2 3 4 5 6

Cycliseringen gennemføres under vandfri betingelser og 2 ved en temperatur på mellem ca. -15 °Cogca. 25 °C med 3 et lithiumdialkylamid eller natriumhydrid. Når basen er 4 et alkalimetalcarbonat, kan der anvendes temperaturer, 5 der er noget højere (eksempelvis temperaturer på mellem 6 ca. 15 og ca. 40 °C).

DK 171132 Bl 11

Cycliseringen forløber let på grund af surhedsgraden af N-H-protonen i O-acylhydroxamatet (3).

I et eksempel på den omhandlede fremgangsmåde omsætter 5 man methylesteren af N-phthaloyl-Æ-chloralanin med hy-droxylamin, og hydroxamsyren acyleres med eddikesyreanhy-drid til opnåelse af forbindelsen med formlen (3), hvori R er phthalamido, Y er chlor, er H, og R^ er CH^. 0-acetylhydroxamatet behandles derefter i tørt tetrahydro-10 furan med lithiumdiisopropylamid til dannelse af den tilsvarende substituerede O-acetyl-N-hydroxyazetidinonen (4). Alternativt kan man fremkalde cycliseringen ved at omryste THF-opløsningen af O-acetylhydroxamatet med tørt natriumcarbonat.

15 N-acyloxy-2-azetidinonen (4) ifølge opfindelsen kan udsættes for milde solvolysebetingelser til opnåelse af N-hydroxy-2-azetidinonen med formlen 20 R1 btj -

X-N-OH

ty o c hvori R og R^ har de ovenfor angivne betydninger.

Solvolysen kan gennemføres under en række forskellige milde solvolytiske betingelser, idet man f.eks. kan arbejde med vandigt natriumcarbonat, vandigt kaliumcarbo-30 nat, vandigt ammoniumacetat, vandigt ammoniumcarbonat, vandigt dimethylsulfoxid og natriumcarbonat eller kalium-carbonat. Man kan også anvende et med vand blandbart organisk opløsningsmiddel sammen med de ovennævnte vandige opløsninger. F.eks. kan man anvende methanol, ethanol, 33 tetrahydrofuran, DMAC eller DMF til at solubilisere N- DK 171132 B1 12 acyloxy-2-azetidinonen (4). Vandigt natriumcarbonat i en koncentration på omkring 3-5% er sammen med methanol et passende solvolysemedium. Et andet bekvemt solvolytisk system består af en vandig opløsning af ammoniumacetat 5 (ca. 5%) og methanol eller tetrahydrofuran. Generelt gennemføres solvolysen i en vandig organisk opløsningsmiddelblanding ved en pH-værdi på mellem ca. 8 og ca. 10.

Solvolysen gennemføres ved en temperatur på mellem ca. 0 10 og ca. 45 °C, fortrinsvis mellem ca. 0 og ca. 20 °C. Man kan bekvemt gennemføre solvolysen ved under kraftig omrøring af sætte fast natriumcarbonat til en opløsning eller suspension af N-acyloxy-2-azetidinonen. Solvolysens forløb kan følges ved tyndtlagskromatografi. Man udvinder N-15 hydroxy-2-azetidinonen ved at indstille pH i solvolyse-blandingen til omkring 5 og ekstrahere produktet med et med vand blandbart organisk opløsningsmiddel såsom ethyl-acetat. Ekstrakten vaskes, tørres og inddampes til opnåelse af N-hydroxy-2-azetidinonen. Om nødvendigt kan pro-20 duktet renses yderligere ved omkrystallisation.

Når man gennemfører solvolysereaktionen, og når man udvinder N-hydroxy-produktet (5), er det nødvendigt at sørge for, at produktet ikke opvarmes, eftersom N-hydroxy-2-25 azetidinonen kan undergå en termisk omlejring som beskre vet af T. Hirose et al., Heterocycles, 1982, 19, 1019.

Den samlede proces til fremstilling af N-hydroxy-forbindelsen (5) kan illustreres ved det efterfølgende 30 reaktionsskema: 35 DK 171132 B1 13

Y Y

I h9noh I

R-CH-CH-R -> R—CH—CH—R.

I 1 I 1

C00R2 CONHOH

5 1 2

Y

Acylering | 10 2 -> R—CH—C—R^ conh-o-co-r3 3 15 R1

Cyclisering R—i-"

3 -> I

^-N—O—CO—Rg 20 4 R1 25 Solvolyse R—i- 1 ->

J-N-OH

0' 5 30 35 DK 171132 B1 14 I en foretrukken udføreIsesform for opfindelsen betegner R i de ovenfor viste formler en beskyttet aminogruppe.

Den beskyttende gruppe i denne beskyttede aminogruppe R kan være en acylgruppe afledt af en carboxylsyre (amid-5 dannelse) eller en gruppe, der danner et carbamat med aminogruppen. Hvad angår de beskyttende acylgrupper kan man udvælge en sådan gruppe med det formål at opnå en midlertidig beskyttelse af aminogruppen, eller man kan alternativt udvælge en sådan acylgruppe, fordi den udgør 10 den ønskede sidekæde i det endelige Ø-lactam-antibiotikum eller den endelige ^-lactamase-inhibitor, som fremstilles ud fra N-hydroxy-2-azetidinonen (5). Som eksempler på egnede acylgrupper kan anføres C^-C^-alkanoyl, såsom formyl, acetyl og propionyl; benzoyl og substitueret benzo-15 yl, f.eks. benzoyl substitueret med lavere alkyl, såsom 4-methylbenzoyl, 2,4-dimethylbenzoyl og 4-tert.-butyl-benzoyl, halogenbenzoyl såsom 4-chlorbenzoyl, 3,4-di-chlorbenzoyl, 3-brombenzoyl og 4-fluorbenzoyl, lavere alkoxy-substitueret benzoyl såsom 4-methoxybenzoyl, 3-20 ethoxybenzoyl og 2,6-dimethoxybenzoyl; arylalkanoyl, f.eks. phenylacetyl og substitueret phenylacetyl såsom 4-methylphenylacetyl, 4-methoxyphenylacetyl, 2,4-dimethoxy-phenylacetyl, 3,4-dichlorphenylacetyl, 3-bromphenylace tyl, 2-fluorphenylacetyl, 4-cyanophenylacetyl og 4-25 hydroxyphenylacetyl; «-substituerede arylalkanoylgrupper, f.eks. mandeloyl, phenylglycyl, phenylmalonyl og sådanne grupper, der er substitueret på phenylringen med lavere alkyl, lavere alkoxy, halogen, cyano eller hydroxy, og grupper, hvori «-amino-, «-hydroxy- og α-carboxygrupperne 30 er passende beskyttede under processen; aryloxyalkanoyl og arylthioalkanoyl, f.eks. phenoxyacetyl, 4-chlorphen-oxyacetyl, phenylmercaptoacetyl, 3,4-dichlorphenylmercap-toacetyl og 4-fluorphenylmercaptoacetyl; heteroarylalka-noylgrupper, f.eks. thienylacetyl, furylacetyl, thiazo-35 lylacetyl, oxazolylacetyl, 1,3,4-thiadiazolylacetyl, 1,3,4-oxadiazolylacetyl, 1,2,4-thiadiazolylacetyl, 1,2,4-oxadiazolylacetyl og sådanne grupper, hvori hetero-ringen DK 171132 B1 15 er substitueret med amino, hydroxy, halogen eller methyl; eller α-substitueret heteroaryl, f.eks. de ovennævnte heteroacetylgrupper, hvori β-carbonatomet i acetyl-delen er substitueret med amino, hydroxy, carboxy eller en 5 alkoximinogruppe, hvori sådanne amino-, hydroxy- og carboxygrupper er passende beskyttet under processen.

Den beskyttende gruppe kan også være afledt af en dicar-boxylsyre. F.eks. kan R være phthalimido, succinimido el-10 ler en anden diacylimidogruppe.

En særligt foretrukken beskyttet aminogruppe er den såkaldte "Οχ-gruppe", nærmere bestemt den nedenfor viste 4,5-diphenyl-4-oxazolin-2-on-gruppe, som dannes med 15 aminogruppen og 1,2-diphenylvinylencarbonat (J. C. Sheehan et al., J. Org. Chem. 18, No. 17, 3034-3040 [1973]): 0 0 20

O

hvor 0 er phenyl, z o Når den beskyttende gruppe for aminogruppen R er en car-bamatdannende beskyttende gruppe, kan eksempler på sådanne grupper angives ved den følgende formel: 30 0 r5-°-c- 35 DK 171132 B1 16 hvori Rg er C^-Cg-alkyl, halogensubstitueret alkyl, Cg-Cg-alkenyl, Cg-Cg-cycloalkyl, adamantyl, diphenylmethyl, benzyl eller benzyl substitueret med methoxy, methyl, halogen eller nitro, eller Rg er en tert.-alkynylgruppe med 5 formlen |6 HCsC-C- 10 R7 hvori Rg og Rj hver for sig er hydrogen eller C^-Cg-alkyl eller tilsammen danner en Cg-C^-cycloalkylgruppe. Eksempler på sådanne carbamatdannende beskyttende grupper er , _ methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, isobutyloxycarbonyl, 15 tert.-butyloxycarbonyl, tert.-amyloxycarbonyl, 2,2,2-tri-chlorethoxycarbonyl, allyloxycarbonyl, cyclopentyloxycar-bonyl, cyclohexyloxycarbonyl, adamantyloxycarbonyl, ben-zyloxycarbonyl, 4-methoxybenzyloxycarbonyl, p-nitroben-zyloxycarbonyl, diphenylmethoxycarbonyl, dimethylethynyl-carbinyloxycarbonyl, diethylethynylcarbinyloxycarbonyl, methylethylethynylcarbinyloxycarbonyl, 1-ethynylcyclopen-tyloxycarbonyl og 1-ethynylcyclohexyloxycarbonyl.

__ En foretrukken aminobeskyttende gruppe til opfindelsens 25 formål er den carbamatdannende gruppe. En særligt foretrukken gruppe er en sådan, hvori Rg er benzyl eller substitueret benzyl.

De beskyttende acylgrupper, der dannes med monocarboxyl-

vU

syrer, er mindre foretrukne, hvilket skyldes disse gruppers tendens til at danne oxazolin-biprodukter under cyc-liseringstrinnet i processen i konkurrence med 0-laetam-ringdannelsen. Sådanne biprodukter kan angives ved form- 35 løn DK 171132 B1 17 R' Λ,

N O

1_I

5 CONHO-CO-R3 hvori R' er den organiske rest af acylgruppen, og R^ er som defineret ovenfor.

10

Som eksempler på N-acyloxy-3-(beskyttet amino)-2-azetidi- noner med formlen (4), hvori R er en acylaminogruppe, kan anføres N-acetoxy-3-formamido-2-azetidinon, N-benzoyl- oxy-3-acetylamino-2-azetidinon, N-acetoxy-3-phenylacetyl- amino-4-methyl-2-azetidinon, N-benzoyloxy-3-phenylacetyl-15 amino-4-ethoxycarbonyl-2-azetidinon, N-(4-chlorbenzoyl-oxy)-3-(2-thienylacetylamino)-2-azetidinon og N-acetoxy- 3-(p-methoxybenzoylamino)-2-azetidinon. Som eksempel på en forbindelse, hvori R er en beskyttet aminogruppe dan-2Q net med en dicarboxylsyre, kan anføres N-acetoxy-3-succi-nimido-2-azetidinon. Som eksempel på en N-acyloxy-2-aze-tidinon, hvor R er den ovenfor viste Οχ-gruppe, kan anføres N-acetoxy-3-(4,5-diphenyl-4-oxazolin-2-on-3-yl)-2-azetidinon. Når R er en carbamatbeskyttet aminogruppe, kan man som eksempler på forbindelsen (4) nævne N-z o acetoxy-3-benzyloxycarbonylamino-2-azetidinon, N-benzoyl-oxy-3-(p-nitrobenzyloxycarbonylamino)-4-(p-nitrobenzyl-oxycarbonyl)-2-azetidinon, N-acetoxy-3-cyclohexyloxycar-bonylamino-2-azetidinon, N-acetoxy-3-(dimethylethynylcar-binyloxycarbonylamino)-2-azetidinon og N-acetoxy-3-ada- O V/ mantyloxycarbonylamino-4-phenyl-2-azetidinon.

Fortrinsvis omsætter man methylesteren af N-benzyloxy-carbonyl-L-serin med hydroxylamin til dannelse af hydrox-amsyren, hvorefter man omsætter denne sidstnævnte syre O j DK 171132 B1 18 med eddikesyreanhydrid til opnåelse af O-acetyl-N-benzyl-oxycarbonyl-L-serin-hydroxamat. Dette O-acetyl-derivat omsættes med triphenylphosphin, carbontetrachlorid og triethylamin til opnåelse af N-acetoxy-3-benzyloxycarbo-5 nylamino-2-azetidinon (formel (4), R - Cbz, R1 - H). En solvolyse af N-acetoxygruppen i 2-azetidinonen med natri-umcarbonat i vandig methanol fører til N-hydroxy-3-benz-yloxycarbonylamino-2-azetidinon (formel 5, R = Cbz, R^ * H).

10

Ved en anden foretrukken fremgangsmåde omdanner man me-thylesteren af N-Cbz-L-threonin til hydroxamsyren, som man derefter acylerer med eddikesyreanhydrid, hvorpå man cycliserer O-acetyl-hydroxamatet med TPP-CCl^-TEA til op-15 nåelse af N-acetoxy-3-Cbz-amino-4-methyl-2-azetidinon. En solvolyse af acetylgruppen i N-acetoxy-i-lactam-forbindelsen fører til N-hydroxy-3-Cbz-amino-4-methyl-2-azeti-dinon.

20 Foretrukne O-acylhydroxamater til anvendelse i processen kan angives ved formlen

H H

• 5 OH / 25 ri Κρη-1-^1 C0NH0-C0-R3 hvori R er benzyloxycarbonylamino, substitueret benzyl-30 oxycarbonylamino eller 4,5-diphenyl-4-oxazolin-2-on-3-yl;

Rj^ er hydrogen, methyl, C^-C^-alkoxycarbonyl eller beskyttet carboxy; og R^ er methyl eller phenyl.

De ovenfor angivne foretrukne O-acylhydroxamater med den 35 viste konfiguration fremstilles med aminosyrerne L-serin, DK 171132 B1 19 L-threonin og b-hydroxyasparaginsyre ved anvendelse af de tidligere beskrevne procedurer og om nødvendigt under anvendelse af blokerende grupper.

5 N-hydroxy-2-azetidinonerne (5), som opnås ud fra forbindelserne IV ifølge opfindelsen, er nyttige mellemprodukter ved fremstilling af kendte antibiotiske forbindelser.

Den foretrukne proces ifølge opfindelsen gør brug af en 10 carbamatbeskyttet aminogruppe eller en Ox-beskyttet aminogruppe R, og Rg betegner methyl eller phenyl. Efter at processen er forløbet til ende, underkastes Ø-lactam-forbindelsen (4) en solvolyse, og den beskyttende gruppe fjernes til dannelse af N-hydroxy-Ø-lactam-kernen med den 15 nedenfor viste formel hvori kernen befinder sig på zwit-terion-form:

RgiU-r-Rl 20 J-N-°~

Alternativt kan den aminobeskyttende carbamatgruppe, eksempelvis Cbz-gruppen, fjernes ved hydrogenering over __ 5% palladium på carbon forud for solvolysen af 0-acyl- 25 gruppen, hvilket fører til N-acyloxy-3-amino-2-azetidino- nen. Den ovennævnte 3-ammino-/5-lactam-forbindelse kan acyleres med et aktivt derivat af den ønskede carboxylsyre til opnåelse af den antibiotiske forbindelse eller et mellemprodukt for denne forbindelse.

Når R er en beskyttet aminogruppe, kan den beskyttende gruppe, som beskrevet ovenfor, fjernes på et hvilket som helst trin efter cycliseringstrinnet, og aminogruppen kan acyleres med den Ønskede carboxylsyre. En særdeles nyttig og bekvem metode til at acylere aminogruppen i Ø-lactam- DK 171132 B1 20 forbindelsen består i en katalytisk hydrogenolyse af en 3-benzyloxycarbonylamino- eller 3-(substitueret benzyl)-oxycarbonylamino-N-acyloxy-2-azetidinon i nærvær af anhy-dridet af den syre, der danner den ønskede sidekæde.

5 F.eks. kan man reducere N-acetoxy-3-(Cbz-amino)-2-azeti-dinon med hydrogen i nærværelse af en båret palladium-katalysator i et inert opløsningsmiddel, der indeholder phenyleddikesyreanhydrid på opløst form, hvorved man kan opnå N-acetoxy-3-phenylacetylamino-2-azetidinon i et 10 trin. Denne metode er anvendelig til acylering af 3-ami-no-Ø-lactam-forbindelser, hvori den ønskede acylamino-del af produktet ikke i sig selv indeholder en gruppe, som er reducerbar under de ovenfor beskrevne hydrogenolyse-be-tingelser. Som eksempler på syrer, hvis anhydrider kan 15 anvendes, kan nævnes eddikesyre, benzoesyre, 2,6-dimetho-xybenzoesyre, phenoxyeddikesyre og thiophen-2-eddikesyre.

Den omhandlede fremgangsmåde er karakteristisk ved cycli-seringen af et acyclisk O-acylhydroxamat. Forud for den 20 foreliggende opfindelse var det nødvendigt ved syntese af nocardiciner ud fra hydroxamater [Mattingly og Miller, J.

Org. Chem. 46, 1157 (1981)] og monobactamer [Floyd et al., J. Org. Chem. 47, 176 (1982) og Cimarusti et al., J.

Org. Chem. 47, (1982)], at man fremstillede og anvendte 25 O-substituerede hydroxylaminer, såsom O-benzylhydroxyl-amin. Kondensationen af den O-substituerede hydroxylamin med ΰ-hydroxysyren krævede anvendelse af et carbodiimid, og da cycliseringen af det 0-substituerede hydroxamat er mest effektiv ved kontrolleret pH i vandige medier, var 30 det endvidere nødvendigt at anvende dyre vandopløselige carbodiimider. Desuden anvendtes et stort antal kromatografiske processer. Med den beskrevne proces opnår man en simpel og direkte dannelse af en hydroxamsyre, en let acylering af denne hydroxamsyre og en cyclisering af 0-35 acyl-derivatet til Ø-lactam-forbindelsen under milde betingelser. Endvidere kan N-acyloxyazetidinonen (4) let omdannes til den nyttige N-hydroxy-2-azetidinon (5) ved DK 171132 B1 21 bekvem hydrolyse.

Når R betegner acylamino, omfatter de foretrukne beskyttede aminogrupper R aminogrupper, der er substitueret med 5 en af de følgende acylgrupper j ' X / - \ 2 β=» 0=» 10 /_\ ' a'x—\ · < '»-0-CH--C- eller »X ;>-s-CH,-c- \=/ aX,=i/ 2 hvori a og a' hver for sig er hydrogen, halogen, hydroxy, C1-C4~alkyl, C^-C^-alkoxy eller cyano.

Forbindelserne med formlen (IV), hvori der er en fri ami-nogruppe til stede, danner syreadditionssalte med orga-niske og uorganiske syrer, og sådanne salte omfattes af opfindelsen. Egnede syrer til dannelse af sådanne salte omfatter mineralsyrer såsom saltsyre, hydrogenbromidsyre, svovlsyre og phosphorsyre, carboxylsyrer såsom eddikesyre, propionsyre, chloreddikesyre, benzoesyre, methyl-25 benzoesyre, citronsyre og vinsyre, samt organosulfonsyrer såsom methansulfonsyre, benzensulfonsyre, toluensulfon-syre og naphthalensulfonsyre.

Når der endvidere i forbindelsen med formel (IV) er en fri carboxylsyre til stede, kan forbindelsen være på saltform, eksempelvis i form af et alkalimetalsalt, et ammoniumsalt eller et aminsalt.

35 DK 171132 Bl 22

Opfindelsen illustreres nærmere ved de følgende eksempler. I eksemplerne er samtlige smeltepunkter målt på Thomas-Hoover-smeltepunktsapparat og smeltepunkterne er ukorrigerede. De infrarøde spektre (IR) er optaget på et 5 Perkin-Elmer 727b spektrofotometer. ^H-NMR spektre, an givet i ppm (6), blev optaget i chloroform-d med tetrame-thylsilan som reference på Varian EM390, XL-100 eller Ni-colet NB300 spektrometre. Massespektre blev optaget på et AEI Scientific Apparatus 902 eller Dupont DP 102 spektro-10 meter.

EKSEMPEL 1 O-acetyl-«-N-Cbz-L-serin-hydroxamat 15

En opløsning af 1,27 g (ca. 5 mmol) af methylesteren af α-N-Cbz-L-serin i 10 ml methanol blev afkølet i et isbad.

I separate kolber opløstes 400 mg (5,76 mmol) hydroxyl-amin-hydrochlorid og 0,7 g kaliumhydroxid ved opvarmning 20 af hvert af disse stoffer i 10 ml methanol. Begge opløsninger blev afkølet til stuetemperatur, og kaliumhy droxidopløsningen blev tilsat til hydroxylamin-hydro-chloridopløsningen. De blandede opløsninger dannede omgående et bundfald af kaliumchlorid, og den fremkomne 25 suspension blev tilsat til den kolde opløsning af serin-methylesteren under omrøring. Efter 5 minutters forløb blev en dråbe af reaktionsblandingen udtaget og tilsat til en 1% vandig ferrichloridopløsning. Der dannedes omgående en mørkerød farve, hvilket indikerede en dannelse 30 af noget af hydroxamatet. Efter 20 minutters forløb viste en analyse ved tyndtlagskromatografi (ethylacetatsilica-gel), at der stadig var en lille mængde udgangsmateriale tilbage. Reaktionen fik lov at fortsætte i et samlet tidsrum på 45 minutter, hvorefter der tilsattes 1 ml ed-35 dikesyreanhydrid. Efter 10 minutters forløb var reaktionsblandingen stadig positiv med hensyn til ferrichlo-rid, og der tilsattes yderligere 0,1 ml eddikesyreanhy- DK 171132 B1 23 drid. En ferrichlorid-test, som udførtes umiddelbart efter, var negativ. Reaktionsblandingen blev straks hældt over i en skilletragt, der indeholdt 20 ml 5% natriumcar-bonat og 50 ml ethylacetat. Den vandige fase blev fjer-5 net, og den organiske fase blev ekstraheret 2 gange med hver 15 ml 5% natriumcarbonat. De kombinerede vandige faser blev anbragt i en skilletragt over 25 ml methylen-chlorid, og surhedsgraden blev under omrøring indstillet på pH ca. 4-5 ved dråbevis tilsætning 6 N saltsyre.

10 Faserne blev separeret, og den vandige fase blev ekstraheret 3 gange med 25 ml methylenchlorid. Ekstrakterne blev kombineret med methylenchlorid-fasen, vasket med en mættet saltopløsning, tørret over magnesiumsulfat, filtreret og inddampet til opnåelse af 915 mg (63%) 0-ace-15 tyl-e-N-Cbz-L-serin-hydroxamat i form af et hvidt fast stof. En omkrystallisation fra ethylacetat og hexaner ført til en analyseren prøve med et smeltepunkt på omkring 120-121 °C (prøven syntes at sintre ved 110-119 °C).

20 IR (KBr): 1700 cm"1 (bred).

XH NMR (90 MHz): 6 2,15 (s, 3H), 3,5-4,1 (m, 3H, OH + CH2), 4,35 (m, IH), 5,1 (s, 2H), 6,1 (br, d, NH), 7,33 25 (S, 5H).

Grundstofanalyse (%) beregnet for C13H16°6N2: 30 Teoretisk: C 52,70, H 5,44, N 9,45 Fundet: C 52,56, H 5,71, N 9,51.

35 DK 171132 Bl EKSEMPEL 2 24 N-acetoxy-3-(Cbz-amlno)-2-azetldlnon 5 Til en opløsning af 1,184 g (4 mmol) af serin-O-acetyl-hydroxamatet, opnået som beskrevet i eksempel 1, i 30 ml tørt acetonitril indeholdende 1 ml carbontetrachlorid blev samtidigt tilsat 4,2 mmol triphenylphosphin (TPP) og 4,4 mmol triethylamin. Reaktionsblandingen blev omrørt 10 ved stuetemperatur, idet der benyttedes et tørrerør, og overvåget ved tyndtlagskromatografi (ethylacetatsilica-gel, produktets * ca. 0,6). Efter 8 timers forløb var TPP'et (R^ ca. 0,7) næsten opbrugt, og reaktionsblandingen blev koncentreret til et volumen på 2-3 ml. Kon-15 centratet blev overført til en lille Michael-Miller-ko-lonne med silicagel (40-63 am), og kolonnen blev elueret med en blanding af ethylacetat og hexaner ved en hastighed på 30 ml/min. Der opnåedes flere UV-aktive fraktioner indeholdende det ønskede produkt. De fraktioner, der in-20 deholdt produktet, blev kombineret og inddampet til tørhed, hvilket gav 734 mg (66%) N-acetoxy-3-(CBz-amino)-2-azetidinon som et hvidt fast stof. En omkrystallisation fra ethylacetat og hexaner gav en analyseren prøve, der smeltede ved omkring 130-131 °C.

25 IR (KBr): 3300 (bred), 1820, 1710 cm-1.

1H NMR (90 MHz): δ 2,13 (s, 3H), 3,53 (dd, IH), 3,95 (dd tilsyneladende t, IH), 4,8 (m, IH), 5,1 (s, 2H), 5,7 (d, 30 NH) og 7,33 (s, 5H).

Grundstofanalyse (%) beregnet for C13H14N2°5: 35 Teoretisk: C 56,11, H 5,07, N 10,06 Fundet: C 55,86, H 5,21, N 10,04.

DK 171132 B1 EKSEMPEL 3 25 N-hydroxy-3-(CBz-amino)-2-azetidinon 5 Til en kold (0 °C) suspension af 139 mg (0,5 mmol) af N-acetoxyazetidinonen, opnået som beskrevet i eksempel 2, i 8 ml af en blanding af methanol og vand (2:1, v:v) blev under kraftig omrøring tilsat 135 mg (1,25 mmol) fast na-triumcarbonat. Efter 15 minutters forløb blev en prøve af 10 reaktionsblandingen udtaget og analyseret via tyndtlags-kromatografi (ethylacetat på silicagel). To pletter på kromatogrammet viste udgangsmaterialet (R^ - 0,6) og produktet (R^ » 0,2-0,3). Efter 30-45 minutters forløb var udgangsmaterialet ikke længere synligt på TLC-kromato-15 grammer. Reaktionsblandingens pH blev indstillet til 5 med 1,0 N saltsyre. Blandingen blev ekstraheret 4 gange med friske 25 ml portioner ethylacetat. Ekstrakterne blev kombineret, vasket med en mættet natriumchloridopløsning, tørret over magnesiumsulfat, filtreret og inddampet til 20 tørhed, hvilket gav 101 mg (85,6%) N-hydroxy-3-(CBz-amino) -2-azetidinon som et hvidt fast stof med smp. 149 °C -150 °C (dek.).

IR (KBr): 3250 (bred), 1780, 1740 og 1700 cm-1.

25 1H NMR (90 MHz, i acetone-Dg): 3,3 (dd, IH), 3,64 (tilsyneladende t, ljj), 4,50 (m, IH), 4,97 (s, 2H), 6,97 (m, IH) og 7,33 (s, 5H). 1 35 XH NMR (90 MHz, i DMSO-Dg): 3,35 (dd, IH), 3,7 (tilsyneladende t, IH), 4,5 (m, IH), 5,1 (s, 2H), 7,4 (s, 5H), 8,05 (br, d, NH) og 10,3 (br, OH).

DK 171132 B1 26

Grundstofanalyse (%) beregnet for C11H12N2°4:

Teoretisk: C 55,92, H 5,12, N 11,85 5 Fundet: C 55,89, H 5,34, N 11,67.

EKSEMPEL 4 q-N-phenylacetyl-L-serin-hydroxamsyre 10

En opløsning af 2,03 g (29,2 nunol) hydroxylamin-hydro-chlorid i 10 ml methanol blev behandlet med en opløsning af 3,3 g kaliumhydroxid i 15 ml methanol under omgående dannelse af en suspension (KCl-bundfald). Denne suspensi-15 on blev afkølet i et isbad, hvorefter den under omrøring blev tilsat til en kold opløsning af 4,52 g (19,5 mmol) af methylesteren af N-phenylacetyl-e-serin i 30 ml methanol. Efter 1,5 timers forløb blev reaktionsblandingen filtreret og ved inddampning koncentreret til et volumen 20 på 25 ml. Koncentratet blev fortyndet med 10 ml vand og derefter gjort surt til pH 3 med 6 N saltsyre. Den sure blanding blev afkølet i et isbad, hvorved e-N-phenylace-tyl-L-serin-hydroxamsyren krystalliserede. Produktet blev omkrystalliseret fra ethanol og diethylether til opnåelse 25 af 3,06 g (67%) analyserent produkt, der smeltede ved omkring 169,5-171 °C (dekomponering).

IR (KBr): 3205 cm-1, 1630 cm'1.

30 LH NMR (90 MHz, CDClg + CDgOD): 6 3,61 (s, 2H), 3,74 (d, 2H), 4,38 (m, χΗ) og 7,32 (s, 5H).

Grundstofanalyse (%) beregnet for C11H14N2°4:

Teoretisk: C 55,46, H 5,92, N 11,76 Fundet: C 55,37, H 6,10, N 11,78.

35 DK 171132 B1 EKSEMPEL 5 27 O-benzoyl-a-N-phenylacetylserln-hydroxamat 5 Til en opløsning af 0,497 g (2,09 mmol) af den i eksempel 4 fremstillede serin-hydroxaminsyre i 35 ml methanol, der indeholdt 0,32 ml (2,3 mmol) triethylamin, blev dråbevis ved stuetemperatur og under omrøring tilsat 0,242 ml (2,085 mmol) benzoylchlorid. Efter omrøring i 10 minutter 10 gav reaktionsblandingen en negativ ferrichloridtest, og den blev overført til en skilletragt, der indeholdt 125 ml ethylacetat og 20 ml vand. Faserne blev separeret, og den organiske fase blev vasket en gang med 10 ml vand, tørret over magnesiumsulfat, filtreret og inddampet til 15 tørhed, hvilket gav 0-benzoyl-«-N-phenylacetylserin-hy-droxamat som et hvidt fast stof. Dette hvide faste stof blev omkrystalliseret fra ethylacetat og hexaner til opnåelse af 0,628 g (88%) af produktet med et smeltepunkt på omkring 137-139 °C.

20 IR (KBr): 1760 og 1640 cm-1. 1 H-NMR (CDClg + CD40D): 6 3,66 (s, 2H), 3,89 (d, 2H), 4,65 (IH, delvis overskygget af OH-top), 7,34 (s, 5H), 25 7,63 (m, 3H) og 8,14 (m, 2H).

EKSEMPEL 6 N-benzoyloxy-3-(phenylacetylamino)-2-azetidinon 30

En opløsning af 0,31 g (0,89 mmol) af O-benzoylserin-hy-droxamatet, fremstillet som beskrevet i eksempel 5, 0,26 g (0,99 mmol) triphenylphosphin og 0,193 ml diisopropyl-diazodicarboxylat i 25 ml tetrahydrofuran blev omrørt ved 35 stuetemperatur i 1 time under en nitrogenatmosfære. Reaktionsblandingen blev inddampet til tørhed, hvilket gav en gul olie. Denne olie blev kromatograferet over silicagel DK 171132 B1 28 under anvendelse af ethylacetat og hexaner (1:1, v:v) ved elueringen, hvilket gav N-benzoyloxy-3-(phenylacetylami-no)-2-azetidlnon og oxazolinen, 0-benzoyl-2-benzyloxazo-llno-4-hydroxamat, 1 et udbytte på 65% og 1 et forhold på 5 1:5. Det ønskede azetidinonprodukt blev omkrystalliseret fra ethylacetat og hexaner, hvilket gav det rensede produkt 1 et udbytte på 65% og med et smeltepunkt på omkring 127,5-130 °C.

10 IR (KBr): 1795, 1760 og 1650 cm-1.

1H-NMR (CDClg): 6 3,65 (s, 2H), 3,72 (m, IH), 4,15 (m, IH), 5,15 (m, IH), 6,10 (m, IH) og 7,26-8,04 (m, IH).

15 EKSEMPEL 7 N-hydroxy-3-phenylacetamldo-2-azetidinon N-benzoyloxy-3-(phenylacetylamino)-2-azetidinon fra ek-20 sempel 6 blev underkastet en solvolyse med natrlumcarbo-nat 1 vandig methanol, Idet man fulgte betingelserne beskrevet 1 eksempel 3. Herved opnåedes titelforbindelsen med et smeltepunkt på 138-140 °C (dekomponering); pK * 6,5.

25 IR (KBr): 3230, 3050, 2800 (alle brede), 1770 og 1655 cm-1. 1 35 H-NMR (DMSO-dg): * 3,28 (dd, IH), 3,46 (s, 2H), 3,7 (tilsyneladende t, IH), J * 5 Hz), 4,7 (m, IH), 7,32 (s, 30 5H), 8,85 (d, br NH), 10,22 (s, br OH).

EKSEMPEL 8 DK 171132 B1 29

Omdannelse af N-acetoxy-3-(CBz-amino)-2-azetidlnon til N-acetoxy-3-(phenylacetylamino)-2-azetidlnon 1 ét trin 5

Til en opløsning af 28 mg (0,1 mmol) N-acetoxy-3-(CBz-amlno)-2-azetldlnon, fremstillet som beskrevet 1 eksempel 2, 1 8 ml ethylacetat under nitrogen blev tilsat 25 mg 5% palladium på carbon og 25,5 mg (0,1 mmol) phenyleddikesy-10 reanhydrid. Hydrogen blev langsomt ledt over den omrørte opløsning i 2 timer ved stuetemperatur. Katalysatoren blev frafiltreret og vasket med 20 ml ethylacetat. Vaskevandet blev kombineret med filtratet, og den samlede væskemængde blev ekstraheret med 25 ml 5% natriumhydrogen-15 carbonat til fjernelse af phenyleddikesyren. Den organiske fase blev vasket med 20 ml af en mættet natriumchlo-ridopløsning, tørret over magnesiumsulfat, filtreret og inddampet til opnåelse af 25 mg N-acetoxy-3-(phenylace-tylamino)-2-azetidinon som et hvidt fast stof. Det hvide 20 faste stof blev omkrystalliseret fra ethylacetat og he-xaner til opnåelse af det rensede produkt med et smeltepunkt på omkring 147-149 °C. R^ [silicagel med ethylacetat og hexaner (8:2, v:v)] * 0,5.

25 1H-NMR (CDC13): 6 2,10 (s, 3H), 3,56 (bred s, 3H), 3,96 (tilsyneladende t, IH), 4,92 (m, IH), 6,92 (bred d, NH) og 7,33 (s, 5H).

EKSEMPEL 9 30 3-(CBz-amino)-2-azetidinon

En opløsning af 118 mg (0,5 mmol) N-hydroxy-3-(CBz-amino) -2-azetidinon, fremstillet som beskrevet i eksempel 3, 35 i 10 ml tetrahydrofuran og 10 ml vand ved pH 7 blev overført til en kolbe forsynet med en magnetomrører, en burette og en pH-elektrode. Opløsningen blev holdt under DK 171132 B1 30 nitrogen og behandlet med en opløsning af 0,8 ml 20% ti-tantrichlorid ved dråbevis tilsætning fra en sprøjte. Reaktionsblandingens pH blev holdt på 7,0 under tilsætningen af TiCl3, idet man efter behov tilsatte 3,0 N natri-5 umhydroxid Igennem buretten. Efter at tilsætningen var tilendebragt, blev reaktionsblandingen omrørt ved stuetemperatur i 2 timer. Reaktionsblandingens pH blev indstillet til 8,0, og blandingen blev overført til en skilletragt og ekstraheret med 3 x 25 ml ethylacetat. De kom-10 binerede ethylacetatekstrakter blev vasket med 10 ml mættet natriumchloridopløsning, tørret over magnesiumsulfat, filtreret og inddampet til tørhed. Inddampningsresten blev omkrystalliseret fra ethylacetat og hexaner, hvilket gav 69 mg (60%) 3-(CBz-amino)-2-azetidinon som et hvidt 15 fast stof med smeltepunkt ca. 160-161 °C.

IR (KBr): 1740, 1700 cm-1.

1H-NMR (acetone-d6): e 2,86 (m, H), 3,23 (dd, IH), 3,46 20 (tilsyneladende t, IH), 4,8 (m, IH), 5,07 (s, 2H), 7,0 (m, IH), 7,36 (s, 5H).

EKSEMPEL 10 25 3-amino-N-hydroxy-2-azetidinon

En opløsning af 236 mg (1 mmol) N-hydroxy-3-(CBz-amino)- 2-azetidinon i 15 ml af en blanding af tetrahydrofuran og vand (1:1) blev gennemblæst med nitrogen, og der tilsat-30 tes 15 mg 5% palladium på carbon. Hydrogen blev boblet igennem suspensionen i 1 time ved stuetemperatur, hvorefter der ikke var nogen synlige UV-aktive pletter ved tyndtlagskromatografisk analyse af reduktionsblandingen. Katalysatoren blev fjernet ved filtrering, og filtratet 35 blev inddampet til fjernelse af THF. Det vandige koncentrat blev lyofiliseret, hvilket gav 99 mg (99%) 3-amino-N-hydroxy-2-azetidinon som et hvidt fast stof, der dekom- DK 171132 B1 31 ponerede ved temperaturer over 250 °C. Produktet gav en positiv ferrichlorid-test i methanol og var positivt overfor ninhydrin. En titrering indikerede pK-værdier på 5,2 og 7.2.

5 IR (KBr): 3550 (bred), 1740, 1640 cm"1.

1H-NMR (D20): 6 3,5 (dd, IH), 3,87 (tilsyneladende t, IH) og 4,27 (m, IH).

10 15 20 25 1 35

Claims (32)

1. Monocycliske Ø-lactam-forbindelser med den almene for-5 mel R R, ϋ λ N—O—C—Rg (IV) 10 hvori R er amino, en beskyttet aminogruppe, hydrogen, ci~C4~ alkyl, C^-C^-alkoxycarbonyl, beskyttet carboxy, carboxy eller C^-C^-alkyl substitueret med hydroxy, halogen, methoxy, beskyttet amino, amino, beskyttet carboxy, carboxy eller cyano; 2q R1 er hydrogen, C^-C^-alkyl, C^-C^-alkoxycarbonyl, beskyttet carboxy, carboxy, phenyl, phenyl substitueret med C1-C^-alkyl, hydroxy, halogen, C^-C^-alkoxy, amino, beskyttet amino, carboxy, beskyttet carboxy eller cyano, eller R.^ er C^-C^-alkyl substitueret med hydroxy, halogen, methoxy, 2g amino, beskyttet amino, carboxy, beskyttet carboxy eller cyano; og Rø er methyl, phenyl eller phenyl substitueret med C^-C^-alkyl, C^-C^-alkoxy, halogen eller nitro; 30 idet de aminobeskyttende grupper er valgt blandt C^-C^-al-kanoyl, benzoyl, som eventuelt er substitueret med lavere alkyl, lavere alkoxy, cyano, hydroxy eller halogen, aryl-alkanoyl, som eventuelt er ringsubstitueret med lavere alkyl, lavere alkoxy, halogen, cyan eller hydroxy og even- tuelt er α-substitueret med amino, hydroxy eller carboxy, 35 DK 171132 B1 33 aryloxy- og arylthioalkanoyl, som eventuelt er ringsubstitueret med halogen, heteroarylalkanoyl, hvor hetero-arylgruppen er valgt blandt thienyl, furyl, thiazolyl, oxazolyl, thiadiazolyl og oxadiazolyl og eventuelt er 5 substitueret med amino, hydroxy, halogen eller methyl, og som eventuelt er e-substitueret med amino, hydroxy, carb-oxy eller alkoximino, og carbamatdannende grupper med formlen 10 0 r5-0-c- hvori Rg er C^-Cg-alkyl, halogensubstitueret alkyl, Cg-Cg-alkenyl, Cg-Cg-cycloalkyl, adamantyl, diphenylmethyl, 15 benzyl eller benzyl substitueret med methoxy, methyl, halogen eller nitro, eller Rg er en tert.-alkynylgruppe med formlen Rfi

20 I6 HC=C-C- R7 hvori Rg og Ry hver for sig er hydrogen eller C^-Cg-alkyl 25 eller tilsammen danner en Cg-Cy-cycloalkylgruppe, eller de aminobeskyttende grupper er valgt blandt sådanne, der sammen med aminogruppen danner en diacylimido-gruppe eller gruppen 30 0 0 O N- Y DK 171132 B1 34 hvor 0 betyder phenyl, og idet de carboxybeskyttende grupper er valgt blandt tert.-butyl, trihalogenethyl, 2-iodethyl, allyl, benzyl, 5 p-methoxybenzyl, p-nitrobenzyl og diphenylmethyl, eller syreadditionssalte deraf.

2. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, 10 at den aminobeskyttende gruppe er en gruppe med formlen 0 R5-0-C- 1 s hvori Rg er diphenylmethyl, benzyl, substitueret benzyl eller C^-C^-alkyl.

3. Forbindelse ifølge krav 2, kendetegnet ved, at R. er hydrogen, C.-C.-alkyl, carboxy, C..-C.-alkoxycar-20 Α i β bonyl eller beskyttet carboxy.

4. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den har formlen 25 o * 0 H /—\ 1 i CH0—O—C—N—i-1 O \_/ 2 I I i

0. N—O—C—CHg 1

5. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at R er amino, og R1 er hydrogen, methyl, C^-C^-alkoxy-carbonyl eller beskyttet carboxy, eller et syreadditionssalt deraf. DK 171132 B1 35

6. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at R er en acylaminogruppe med en af formlerne

5. Sj /—\ ° •y ,a—C—'NH— , ^ .o-CH2-C-NH- a'o==* e_. 0 J' \ 1 10 eller ^.-O-ch^-C-nh- , \ / hvori a og a' hver for sig er hydrogen, halogen, hydroxy, C1-C4-alkyl, C^-C^-alkoxy eller cyano. 15

7. Forbindelse ifølge krav 6, kendetegnet ved, at R1 er hydrogen, C^-C^-alkyl, carboxy eller beskyttet carboxy. 2q 8. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den har formlen

0 H /" \ ' 1 \ / 2 Λ—i o „ .

25 I 1 / \ o^N_o-c_ r — > 1 35 Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den har formlen 30 DK 171132 B1 36 O H «—i | \ /*-&-εΗ2-°-ΝΊ|-1 ? a== > \-N—O—C—CH^ CK 5

10. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at R er en gruppe med formlen 0 0 10 l__ v- 0 15 hvori 0 er phenyl.

11. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den har formlen 20 0 0

0. CH0 \/\_ 3

25 C \- 0 * I_ 1 0 β-N—O—C—CH^ hvori 0 er phenyl. 30 35 DK 171132 B1 37

12. Fremgangsmåde til fremstilling af monocycliske /5-lactam-for bindel ser ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man 5 (a) foretager en ringslutning af en forbindelse med form len Y R—CH—CH—Rn (III)

10 I 1 conh-o-co-r3 hvori R, R1 og R^ har de i krav 1 angivne betydninger, og Y er hydroxy, brom eller chlor, eller 15 (b) acylerer en forbindelse med formlen (IV), der i stedet for gruppen 0

20 -O-Rg indeholder et hydrogenatom, til opnåelse af en forbindelse med formlen (IV) indeholdende acylgruppen 1 35 ' 0 -0*3' hvorefter man om ønsket 30 (c) fjerner eventuelle tilstedeværende beskyttende grup per og omdanner den dannede forbindelse med formlen (IV) til et syreadditionssalt deraf. DK 171132 B1 38

13. Fremgangsmåde Ifølge krav 12, kendetegnet ved, at ringslutningen fremkaldes med triphenylphosphin, carbontetrachlorid og triethylamin eller et dialkylazo-dicarboxylat og en organophosphorforbindelse, når Y er 5 hydroxy, eller ved omsætning af forbindelsen med formlen (III) med en base, når Y er andet end hydroxy.

14. Fremgangsmåde ifølge krav 12 eller 13, kendetegnet ved, at organophosphorforbindelsen er valgt 10 blandt triphenylphosphin, triphenylphosphit, diphenylphe- nylphosphonat og phenyldiphenylphosphinoat.

15. Fremgangsmåde ifølge krav 12 eller 13, kendetegnet ved, at basen er valgt blandt natriumhydrid, 15 lithiumdialkylamider og alkalimetalcarbonater.

16. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 12-15, kendetegnet ved, at R er en acylaminogruppe.

17. Fremgangsmåde ifølge krav 16, kendetegnet ved, at acylaminogruppen er valgt blandt phthalimido, succinimido og grupper med formlerne a. ,·-* 0 e-* 0

25 X \ I / \ 1 »-C-NH- , ^ ^>-CH2-C-NH- , 3' ·=» 't=* o-® a' .o-® / \ 1 X \ 1 •r '^-o-CH_-c-NH- eller < , ;^-s-CH--c-nh-

30 V / 2 X / 2 —=» a 9=» hvori a og a* hver for sig er hydrogen, halogen, hydroxy, C^-C^-alkyl, C^-C^-alkoxy eller cyano. 35 DK 171132 B1 39

18. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 12-15, kendetegnet ved, at R er en beskyttet amino-gruppe med formlen

5 OH > I R 5~O—C—Ν'- hvor i R,- er -Cg-alkyl, halogensubstitueret alkyl, C^- Cp.-alkenyl, C„-C,-cycloalkyl, adamantyl, diphenylmethyl,

10. Jo benzyl eller benzyl substitueret med methoxy, methyl, halogen eller nitro; eller Rg er en tert.-alkynylgruppe med formlen

15 I6 H—C=C—Ο Ι R? hvori Rg og Ry hver for sig er C^C^-alkyl eller tilsam-20 nien danner en Cg-C^-cycloalkylgruppe; eller R er en gruppe med formlen 0 0 W

0 N- V i o hvori 0 er phenyl.

19. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 12-18, kendetegnet ved, at R^ er methyl eller phenyl. 35