FI63411C - Ett nytt foerfarande foer framstaellning av 6-aminopenicillansyra-1,1-dioxid - Google Patents

Description

6341 1

Uusi menetelmä 6-aminopenisillaanihappo-l,1-dioksidin valmistamiseksi

Keksintö kohdistuu uuteen menetelmään 6-aminopenisillaanihappo-l , 1-dioksidin, jota kutsutaan tämän jälkeen 6-APA-sulfoniksi ja sen suolojen valmistamiseksi.

Eurooppapatenttihakemus n:o 0002927 kuvaa 6-APA-sulfonin ja sen suolojen käyttöä antibakteerisen tehokkuuden parantajana β-laktaamiantibiooteilla, ja sen valmistamista hapettamalla 6-aminopenisillaanihappoa (6-APA) tunnetulla, sulfonia muodostavalla hapettavalla aineella, kuten kaliumpermanganaatilla tai 3-kloori-perbentsoehapolla.

6-aminoryhmä ja 3-karboksyylihapporyhmä on kuitenkin ensin suojattava sopivilla ryhmillä, jotka poistetaan ha-pettamisen jälkeen niiden vaikuttamatta molekyylin rakenteeseen.

Julkaisussa Chemical Abstracts, voi. 82 (1975), 156283Y, joka vastaa japanilaista patenttihakemusta Kokai 74 82 686, kuvataan 6β-aminopenLsillanaatti-l-oksidien valmistusta käsittelemällä 6£-penisilliinisulfoksidin metyyli- tai trikloorietyyliesteriä happohalogenidilla anhydridisessä liuottimessa, antamalla välituotteen reagoida alemman alkoholin kanssa ja hydrolysoimalla tuloksena oleva imino-eetteri hapolla.

Julkaisussa Chemical Abstracts, voi. 80 (1974), 95941W, joka vastaa japanilaista patenttihakemusta Kokai 74 14 492, mainitaan 6-aminopenisillaanihappo-l-oksidin (6-APA-sulfoksidin) ja sen -COOK-ryhmäjohdannaisten valmistus käsittelemällä 6-asyyliaminopenisillaanihappo-1-oksidia tai sen -COOH-ryhmäjohdannaisia trialkyyli-oksoniumfluoroboraatilla tai iminohalogenoivalla aineella ja orgaanisella hydroksyyliyhdisteellä tai sen alkali- 6341 1 metalliyhdisteellä, jota seuraa tarvittaessa hydrolysoin-ti. Esimerkeissä käsiteltiin kuitenkin vain bentsyyli-penisilliinihappo-l-oksidin metyyli- ja trikloorietyyli-esteriä dikloorimetaanissa dimetyylianiliinilla ja fos-foripentakloridilla.

Alankomaalainen patenttihakemus 7315579, joka vastaa japanilaista patenttihakemusta 72 115 113 kuvaa 6-APA-sulf-oksidijohdannaisten valmistusta antamalla bentsyyli- tai fenoksimetyylipenisillaanihappo-l-oksidi-johdannaisten reagoida PCl^jn kanssa emäksen läsnäollessa, käsittelemällä tuloksena oleva tuote alkoholilla ja hydrolysoimalla saatu tuote. Suojäävistä esteriryhmistä mainittiin sanotussa patenttihakemuksessa alkyyliryhmät, kuten metyyli-ryhmä, halogenoivat alkyyliryhmät, kuten 2,2,2-trikloori-etyyliryhmä, aralkyyliryhmät, kuten bentsyyliryhmä, p-nitrobentsyyliryhmä, p-metoksibentsyyliryhmä, fenasyyli-ja bentshydryyliryhmä, trialkyylisilyyliryhmät, kuten trimetyylisilyyliryhmä, ja vastaavat, mutta esimerkeissä kuvattiin vain 2,2,2-trikloorietyyli- ja p-nitrobentsyyli-ryhmien käyttöä.

Edellä mainittujen tekniikan tason mukaisten menetelmien, jotka potentiaalisesti voivat johtaa 6-APA-sulfoksidin valmistamiseen sinänsä, haittapuolena on että suojaryhmien saattaminen yhdisteeseen ja niiden poistaminen sieltä tarvitsee ainakin kaksi ylimääräistä vaihetta kokonaissynteesissä.

Brittiläiset patenttijulkaisut 1 189 022 ja 1 224 017 kuvaavat menetelmää 6-aminopenisillaanihapon valmistamiseksi deasyloimalla 6-asyyliaminopenisillaanihappoa tai sen suolaa valmistamalla 6-asyyliaminopenisillaanihapon tai sen suolan esteri, käsittelemällä esteriä reagens-silla, joka muodostaa iminosidoksen, saattamalla yhdisteeseen -OR-ryhmä, joka sitoutuu hiiliatomiin, joka on sidoksissa iminoryhmän muodostumiseen, jossa R on alkyyli-tai aralkyyliryhmä, jonka jälkeen iminosilta katkaistaan ja silyyliesteriryhmä poistetaan reagensseilla, jotka sisältävät hydroksiryhmän tai vedellä.

3 6341 1

Intensiivisen tutkimuksen ja intensiivisten kokeiden jälkeen on huomattu mahdottomaksi eristää 6-APA-sulfoksidia käyttämällä viimeksi mainittua menetelmää, jossa 6-asyy-liaminopenisillaanihappo-l-oksidi toimii lähtöaineena 6-asyyliaminopenisillaanihapon sijasta.

Ei millään voitu odottaa, että sellainen menetelmä johtaisi kohtuullisiin tuloksiin, kun sitä käytettiin penisil-liinisulfoneja varten. Tämä käy ilmi myös esimerkiksi edellä mainitun Eurooppapatenttihakemuksen 0002927 parhaana pidetystä menetelmästä ja alankomaalaisista patenttihakemuksista 7305106 ja 7508837, joissa 7-asyyliamino-kefalosporaanihappo-l-oksidi-johdannaisia pelkistetään vastaaviksi 7-asyyliaminokefalosporaanihappojohdannaisiksi PCl5:n avulla. Sitäpaitsi voi keskitason ammattimies huomata julkaisusta Chemical and Engineering News, Sept.

1979, sivu 33, vasen palsta, että yhdisteiden, jotka toimivat tehokkaasti β-laktamaasia estävinä aineina täytyy omata tiettyjä sisäisiä rakenteellisia ominaisuuksia.

Lähemmin, koskematon B-laktaamirengas, hyvä irtoava ryhmä ja protoni 6a-asemassa, jossa on riittävästi happamuutta, täytyy olla läsnä, mitkä ominaisuudet johtavat mainitut keskitason ammatti-ihmiset odottamaan suhteellisen epästabiilia 4-jäsenistä rengasta, joka saattaa murtua helposti käytettyjen imino-sidoksia muodostavien reagens-sien vaikutuksesta.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada yksinkertainen, teollinen prosessi 6-APA-sulfonin valmistamiseksi ilman, että tarvitaan erillisiä vaiheita 6-amino- ja 3-karboksyy-lihapporyhmien suojaamiseksi.

Tämä ja muut keksinnön kohteet ja edut ilmenevät seuraa-vasta yksityiskohtaisesta kuvauksesta.

Keksinnön kohteena olevalle uudelle menetelmälle, 6-aminopenisil-laanihappo-1,1-dioksidin ja sen ei-myrkyllisten farmaseut- 4 6341 1 tisesti hyväksyttävien suolojen valmistamiseksi on tunnusomaista, että suoritetaan seuraavat reaktiovaiheet sinänsä tunnetulla tavalla: suojataan penisilliini-1,1-dioksidin tai sen suolan 3-karboksyylihapporyhmä; käsitellään suojattua penisilliini-1,1-dioksidia PCl,-:llä iminosidoksen muodostamiseksi; liitetään -OR-ryhmä, jossa R on alkyyli-tai aralkyyliryhmä, jossa on 1-6 alkyylihiiliatomia, hiili-atomiin, joka liittyy iminosidoksen muodostumiseen; ja katkaistaan iminosidos reagenssilla, joka sisältää hyrok-siryhmän tai vedellä, ja poistetaan samanaikaisesti 3-kar-boksyylihapporyhmän suojaryhmä; minkä jälkeen haluttaessa näin saatu 6-aminopenisillaanihappo-1,1-dioksidi muutetaan ei-myrkylliseksi, farmaseuttisesti hyväksyttäväksi suolaksi .

Sopivia lähtöaineita keksinnön mukaista menetelmää varten ovat penisilliinisulfonit, kuten sellaiset, joita on kuvattu US-patenttijulkaisuissa n:ot 3 197 466 ja 3 536 698, ja joita on kuvannut myös Guddal et ai., julkaisussa Tetrahedron Letters, Voi. 9 (1962), sivu 381 ja J. Org. Chem., Voi. 28 (1963), sivu 1927, edullisesti bentsyyli-ja fenoksimetyylipenisilliinin 1,1-dioksidit.

Keksinnön mukaisella menetelmällä on tunnettuihin menetelmiin verrattuna suuri etu, jonka mukaan lähtöyhdistei-nä käytetään raakamateriaaleja ja jonka mukaan nämä raa-kamateriaalit ovat helposti saatavissa. Esimerkiksi bentsyylipenisilliiniä ja sen suoloja valmistetaan suuressa määrin käymisen kautta. Toinen sopiva penisilliini, jota voidaan saada käymisen kautta on fenoksimetyylipeni-silliini ja sen suolat ja yleensä fenyylialkyyli- ja fenok-sialkyylipenisilliinit ja niiden suolat sopivat käytettäviksi .

5 6341 1

Mainitut yhdisteet voidaan hapettaa yksinkertaisella tavalla vastaaviksi penisilliinisulfoneiksi, kuten on esitetty edellä, eikä mitään erityisiä toimenpiteitä tarvitse tehdä mahdollisten herkkien ryhmien suojaamiseksi molekyylissä. Vain deasylointivaiheessa on 3-karboksyylihappo-ryhmän suojaaminen tarpeellista, mutta siihen tarkoitukseen käytetään helposti tehtävää silylaatiota. Silyyli-ryhmät poistetaan helposti deasyloinnin aikana, kun ne lohkeavat samanaikaisesti iminosillan rikkoontumisen yhteydessä, mikä iminosillan katkeaminen tapahtuu yhdisteellä, joka sisältää hydroksiryhmän tai vedellä.

Termillä helposti poistettava suojaryhmä tarkoitetaan esim. piitä, fosforia tai booria sisältäviä tähteitä, joista piitä sisältävät tähteet ovat erityisen suotuisia.

Sopivat silylointireagenssit sisältävät esimerkiksi tri-alkyylihalosilaanin, kuten trialkyyliklorosilaanit, kuten trimetyyliklorosilaani, dialkyylidihalosilaanit, kuten dialkyylidiklorosilaanit ja typpeä sisältävät silaa-nit, kuten Ν,Ο-bistrimetyylisilyyliasetamidi, Ν,Ν'-bis-trimetyylisilyyliurea, heksametyylidisilatsaani tai 3-trimetyylisilyyli-2-oksatsolidinoni.

Penisilliini-1,1-dioksidin ja silylointireagenssin, erityisesti dimetyylidiklorosilaanin välinen reaktio suoritetaan edullisesti inertissä orgaanisessa liuottimessa olennaisesti anhydridisissä olosuhteissa. Reaktio voidaan suorittaa eri lämpötiloissa, esimerkiksi 0-40°C:n lämpötilassa, ja se tapahtuu tasaisesti huoneen lämpötilassa.

Sitten lisätään fosforipentakloridia (PCl^), joka muodostaa iminosidoksen 6-aminotyppiatomiin. Reaktio suoritetaan edullisesti alhaisissa lämpötiloissa. Sopivia 6 63411 lämpötiloja reaktiolle ovat noin -60--0°C:n väliset lämpötilat, edullisesti-40 10°C:n väliset lämpötilat.

Reaktiossa syntyvän hapon neutraloimiseksi lisätään happoa sitovaa reagenssia, esimerkiksi tertiääristä amiinia, kuten pyridiiniä,dimetyylianiliinia tai trietyyliamiinia. Edullisesti käytetään dimetyylianiliinia.

Esimerkkeinä sopivista käytettävistä alkoholeista imino-eetterin valmistuksessa ovat alifaattiset alkoholit, joissa on 1-6 hiiliatomia ja bentsyylialkoholit. Edullisesti käytetään alkoholia, jossa on 3 tai 4 hiiliatomia, joista alkoholeista isobutanoli on erityisen suotuisa. -OR-ryh-män lisääminen voidaan edullisesti suorittaa alhaisissa lämpötiloissa, esimerkiksi -60 - -10°C:n lämpötilassa, edullisesti -50 - -30°C:n lämpötilassa. Tässä reaktiossa on edullisesti läsnä myös happoa sitova reagenssi, kuten tertiäärinen amiini, kuten pyridiini, trietyyliamiini tai dimetyylianiliini.

Muodostunut tuote voidaan helposti hydrolysoida, ellei hydrolysointi jo tapahtunut alkoholin lisäämisen kautta ja siinä tarkoituksessa voidaan lisätä reaktioseokseen vettä. 6-APA-sulfoni tai sen suola voidaan saada helposti muokkaamalla reaktioseosta.

Seuraavissa esimerkeissä kuvataan useita edullisia suoritusmuotoja keksinnön kuvaamiseksi.

Esimerkki 1 VAIHE A: Bentsyylipenisilliini-1,1-dioksidin valmistus 106.5 g (675 mmoolia) kaliumpermanganaattia ja 39,75 ml 85 %:sta fosforihappoa (tiheys 1,70) 2,7 l:ssa vettä lisättiin 0 - -10°C:n lämpötilassa liuokseen, jossa oli 250 g (675 mmoolia) bentsyylipenisilliinin kaliumsuolaa 3.5 ltssa vettä pitäen pH-arvo 6 - 7,5:n välillä 10 %:sen 6341 1 fosforihapon vesiluoksen avulla. 75 min sekoittamisen jälkeen reaktioseos suodatettiin 5°C:n lämpötilassa Hy-flo-suodattimen läpi ja saostuma pestiin kahdesti 750 ml:11a jäävettä. Suodos uutettiin kolme kertaa 3,3 1:11a etyyliasetaattia pH-arvossa 3 ja suodos kuivatettiin magnesium-sulfaatilla ja konsentroitiin 400 ml:ksi, jona aikana tuote kiteytyi. Kiteinen massa tyhjösuodatettiin ja pestiin 1:1-seoksella etyyliasetaattia ja dietyylieetteriä, jolloin saatiin 170,8 g bentsyylipenisilliini-1,1-diok-sidia. Toinen 15 g:an määrä tuotetta saatiin emäliuokses-ta, jolloin kokonaissaanto oli 74 %.

VAIHE B: 6-aminopenisillaanihappo-l,1-dioksidi 34,4 ml (273 mmoolia) Ν,Ν-dimetyylianiliinia lisättiin 39,1 g:aan (107 moolia) bentsyylipenisilliini-1,1-diok-sidin suspensiota 330 ml:ssa metyleenikloridia typpi-ilmakehässä ja 11,9 ml (97 mmoolia) dimetyylidikloorisi-laania lisättiin tipottain 20°C:n lämpötilassa liuokseen.

45 min sekoittamisen jälkeen lisättiin 24 g (113 mmoolia) fosforipentakloridia -50°C:n lämpötilassa ja 2 tunnin sekoittamisen jälkeen -30°C:n lämpötilassa reaktioseos jäähdytettiin -50°C: seen. Sitten lisättiin 167 ml isobutano-lia tipottain 5 min kuluessa ja 1 tunnin sekoittamisen jälkeen -35°C:n lämpötilassa reaktioseos kaadettiin 200 ml:aan vettä. Reaktioseos jäähdytettiin jäillä ja pH asetettiin arvoon 3,3 8 %:sella ammoniumhydroksidiliuoksella. 30 min sekoittamisen jälkeen saostuma, joka muodostui, kerättiin tyhjösuodatuksen avulla, pestiin kahdesti 25 ml :11a jääkylmää seosta, jossa oli 1 osa asetonia ja 1 osa vettä 17,8 g:n (67 %) 6-aminopenisillaanihappo-l ,1-dioksidia (6-APA-sulfoni) saamiseksi.

VAIHE C: 6-APA-sulfonin p-tolueenisulfonihapon suola

Liuos, jossa oli 1,9 g p-tolueenisulfonihappoa x1 Η,,Ο 10 ml:ssa asetonia lisättiin tipottain 2,48 g:aan 6-APA-sulfonin suspensiota 20 ml:ssa etyyliasetaattia ja 6341 1 1 tunnin sekoittamisen jälkeen huoneen lämpötilassa kerättiin saostuma tyhjösuodatuksen avulla ja pestiin neljä kertaa 5 ml:11a etyyliasetaattia 3,65 g:n (87 %) 6-ami-nopenisillaanihappo-l,l-sulfonin p-tolueenisulfonihappo-suolan saamiseksi.

Esimerkki 2 4,8 ml (38,2 mmoolia) dimetyylianiliinia lisättiin kaikki kerralla 3,91 g:aan (10,7 mmoolia) bentsyylipenisilliini-1,1-dioksidin suspensioon 33 ml:ssa kuivaa metyleeniklo-ridia typpi-ilmakehässä huoneen lämpötilassa. Tuloksena olevaan liuokseen lisättiin 1,19 ml (9,7 mmoolia) dimetyy-lidikloorisilaania tipottain 20°C:n lämpötilassa ja 45' min sekoittamisen jälkeen huoneen lämpötilassa reaktio-seos jäähdytettiin -50°C:seen. Sitten lisättiin 2,4 g (11,3 mmoolia) fosforipentakloridia kaikki kerralla ja 2 tunnin sekoittamisen jälkeen -35°C:n lämpötilassa reak-tioseos jäähdytettiin 20°C halutun reaktiolämpötilan alapuolelle. Sitten lisättiin 16,7 ml (179,5 mmoolia) isobutanolia tipottain 5 min aikana ja seosta sekoitettiin -20, -30 tai -40°C:n lämpötilassa. Eri aikoina otettiin 1 ml:an näyte ja tämä näyte sekoitettiin 10 ml:aan vettä ja pH asetettiin arvoon 6-7 4 N natriumhydroksidi-liuoksella. Sitten asetettiin tilavuus 100 ml:ksi fosfaattipuskurilla, jonka pH oli 6,8. Määritettiin 6-APA-sul-fonin konsentraatiot näytteissä korkeapainenestekromato-grafian avulla. Koska erot eivät bileet suuria, huomattiin että pitkän ajan kuluessa saatiin korkein saanto alhaisimmassa lämpötilassa.

Esimerkki 3

Esimerkin 1 menettely toistettiin, mutta isobutanolin sijasta käytettiin vastaava määrä n-propanolia ja saanto oli 55 %.

Esimerkki 4

Esimerkin 1 menettely toistettiin, mutta isobutanolin 9 6341 1 sijasta käytettiin vastaavaa määrää metanolia ja saanto oli 26 %.

Esimerkki 5

Esimerkin 1 menettely toistettiin, mutta bentsyylipenisil-liini-1,1-dioksidin sijasta käytettiin vastaavaa määrää fenoksimetyylipenisilliini-1,1-dioksidia ja saanto oli 32 %.

Claims (3)

1. Menetelmä 6-aminopenisillaanihappo-1,1-dioksidin ja sen ei-myrkyllisten, farmaseuttisesti hyväksyttävien suolojen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että suoritetaan seuraavat reaktiovaiheet sinänsä tunnetulla tavalla: suojataan penisilliini-1 ,1-dioksidin tai sen suolan 3-karbok-syylihapporyhmä; käsitellään suojattua penisilliini-1,1-dioksidia PCl^rllä iminosidoksen muodostamiseksi; liitetään -OR-ryhmä, jossa R on alkyyli- tai aralkyyliryhmä, jossa on 1-6 alkyylihiiliatornia, hiiliatomiin, joka liittyy iminosidoksen muodostumiseen; ja katkaistaan iminosidos reagenssilla, joka sisältää hydroksiryhmän tai vedellä, ja poistetaan samanaikaisesti 3-karboksyylihapporyhmän suojaryhmä; minkä jälkeen haluttaessa näin saatu 6-aminopenisillaanihappo-1,1-dioksidi muutetaan ei-myrkylliseksi, farmaseuttisesti hyväksyttäväksi suolaksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 3-karboksyylihapporyhmä suojataan silyloimalla dimetyylidikloorisilaanilla.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ryhmän -OR liittämiseen käytetään alkoholia RÖH, jossa R on isobutyyliryhmä.