HUT77976A

HUT77976A - Eljárás cefalosporinok szintézisében használható intermedierek előállítására

Info

Publication number: HUT77976A
Application number: HU9801181A
Authority: HU
Inventors: Ermanno Bernasconi; Junning Lee; Charles R. Martin; Vinod P. Menon; Loris Sogli; Derek Walker; Haiyan Zhang
Original assignee: Antibioticos; Schering Corporation
Priority date: 1994-12-09
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1999-01-28
Also published as: CN1174555A; WO1996017846A1; EP0796261A1; US5847116A; AU707559B2; US5660711A; KR987000310A; NZ298241A; FI972440A0; AU4368196A; FI972440A; US5571910A; JPH10507233A; CA2206226A1

Description

Eljárás cefalosporinok szintézisében használható intermedierek előállítására

A találmány tárgya cefalosporin típusú antibiotikumok szintézisében használható intermedierek előállítási eljárása.

Az US4634697 számú szabadalmi leírásban cefalosporin vegyületeket ismertetnek, köztük a Ceftibutént, amely kereskedelmi szempontból egy jelentős, harmadik generációs (I) általános képletű cefalosporin típusú antibiotikum.

A ceftibutén penicillin G-ből kiinduló szintézisét ismertetik Yoshioka, Pure Appl. Chem. 59. 1041 (1987) szakirodalmi helyen. Azonban ez az eljárás drága és alacsony kihozatalú, ezért szükség van egy költségkímélőbb és hatékonyabb eljárásra a ceftibutén kereskedelmi minőségben történő előállítása során.

Jól ismert a cefalosporin C származékainak elektrokémiai átalakítása. Például: Jones, és mtsai., J. Pharm. Pharmac., 20.

(Suppl.) 45S-47S (1968), és Hall, J. Pharm. Sci., 62 . (6) 980983 (1973) . A 3-exometilén-cefalosporinok elektrokémiai redukcióval történő kialakítását ismertetik Ochiai, és mtsai., J. Chem.

Soc., Perkin Trans. I. 258-262 (1974) és US3792995, valamint

US4042472 szakirodalmi helyeken. Baldwin, és mtsai., Tetrahedron, 49. (22) 4907-4922 (1993) helyen szintén cefalosprin C elektrokémiai redukcióját írta le az (A) általános képletű 3-exometilén-vegyület kialakítására. Az EP082656 szabadalmi leírásban (B) általános képletű acetoxi-metil-vegyületek elektrokémiai redukcióját írták le megfelelő 3-exometilén-vegyületek kialakítására, amely általános képletben n értéke 0 vagy 1, és R jelentése H vagy acilcsoport.

• ·

I

-2• · · · ·· • · · · ··· ··· · · ·

A fentiekben ismertetett elektrokémiai eljárások kémiailag nem hatékonyak a reakcióelegyek koncentrációinak szükséges hígítása, az alacsony áramsűrűség és a gyakran alacsony kitermelés miatt.

Az ismert eljárások jellemző módon a tervezett 3-exometilén-vegyületek jelentős mennyiségű 3-metil-tautomerjét szolgáltatják. Ezek a 3-metil-vegyületek lényegében használhatatlanok cefalosporin típusú antibiotikumok szintézisében és nehéz a 3-exometilén termék mellől eltávolítani. Végső soron, az ismert elektrokémiai eljárásokkal előállított 3-exometilén-vegyületek nem alkalmasak a cefalosporin gyógyszerek készítése közbeni alkalmazásra. Következésképpen, az elektrokémiai eljárások potenciális előnyeinek ellenére, mint amilyen a környezeti tisztaság és biztonság, nincs köztük olyan, amely alkalmas lenne kereskedelmi méretű eljárás kidolgozására. Ezért van szükség egy megbízható és hatékony elektrokémiai eljárásra, amely megbízható módon, nagy kitermeléssel biztosítja a 3-exometilén-cefalosporinokat és alacsony szinten marad (pl.: kevesebb mint 5t%) a 3-metil-tautomerek mennyisége. Az EP0366354 és az EP0420562 bejelentési számú leírás (mindkettő Eli Lilly and Company) biológiai eljárásokat ajánl egy penicilinnek gyűrűvel való bővítésére cefalosporinná. Az EP0366354-ben a Streptomyces clavuligerus-ból származó dezacetoxi-cefalosporin C szintáz-t ismertetnek. Ez az enzim a 3-exometilén-cefalosporin C-t alakítja át dezacetil-cefalosporin C-vé (DAC); különösképpen, expandáz aktivitással rendelkezik és a penicillin N-t át tudja alakítani DAOC-á. Az EP0420562 leírásban egy dezacetoxi-cefalosporin C hidrolázt is64,012/BE • · · · mertetnek, pl. a Streptomyces clavuligerus szűrletéből készültet, amely cefalosporin C-t és/vagy cefamin C-t termel. Ez az enzim a dezacetoxi-cefalosporin C-t (DAOC) dezacetil-cefalosporin C-vé (DAC) konvertálja és a 7β-(α-amino-adipamido)-3-exometilén-cefám-4-karbonsavat ugyancsak átalakítja dezacetil-cefalosporin C-vé.

így ezek az EP leírások olyan enzimeket ismertetnek, amelyek hasznosak a penicillin N szekvenciális biológiai átalakításában DAOC-on keresztül DAC-á.

Egy ilyen típusú biológiai átalakítást — egy penicillinszármazék gyűrűvel történő bővítését — ismertet Ochiai és mtsai.,

Tetrahedron Letters, vol. 23, 2341-2344 (1972). Ochiai és mtsai.

leírják azt a fejlesztést, amely a 3-metilén-cefám-származékok szintézisének egy új elektrokémiai eljárásához vezetett.

A jelen találmány tárgyát képezi egy javított elektrokémiai eljárás cefalosporin típusú antibiotikumok szintézisében használható intermedierek előállítására.

Az ismert eljárások hátrányait azzal oldjuk meg a jelen találmányunkban, hogy egy hatásos elektrokémiai eljárást javasolunk 3-exometilén-cefalosprorinok előállítására, amely eredményeként nagyon kevés 3-metil-tautomer keletkezik. Még közelebbről meghatározva a jelen találmány tárgyát képezi egy eljárás a (II) vagy (III) általános képletű vegyületek és azok észtereinek előállítására, amely képletekben n értéke 2 vagy 3; R¹ jelentése H és R jelentése H vagy NHR², ahol R² jelentése H vagy egy védőcsoport a C₆H₅CH₂OC (0)-, C₆H₅C(O)- és az 0_χ-0₆ alkoxi-C(O)- csoportok közül; vagy amely képletben R és R¹ azzal a szénatommal

64.012/BE

-4együtt, amelyhez azok kapcsolódnak -C(0)- csoportot tartalmaz.

A találmány tárgyát képezi még a (II) és (III) vegyületek és azok észtereinek alkalmazása intermedierként a ceftibutén (I) szintézisében.

A (II) vagy (III) általános képletű vegyület előállításának találmány szerinti eljárásában a (IV) általános képletű vegyület — amely képletben R³ jelentése CH₃C(O)-; PP adott esetben szulfoxidcsoport; és n értéke, az R és R^l jelentése azonos a fentiekben meghatározottakkal — 10-50 g/l koncentrációjú, 7-10 pHjú oldatát elektrokémiai úton redukáljuk, 10-40 mA/cm² áramsűrűség mellett, puffer jelenlétében és az oldószer: víz, szerves oldószer vagy víz és vízzel elegyedő szerves additívok keveréke.

Szintén a találmányunk tárgyát képezi a fentiekben meghatározott (II) vagy (III) általános képletű vegyületek — amely képletekben n értéke 2 vagy 3; R¹ jelentése H és R jelentése H vagy NHR², ahol R² jelentése C₆H₅C(O)-; C₆H₅CH₂OC (0)-, vagy (CH₃) ₂CHCH₂OC (0)-; vagy amely képletben R és R¹ azzal a szénatommal együtt, amelyhez azok kapcsolódnak -C(O)- csoportot tartalmaz — és azok észterei vagy sói.

A találmány tárgyát képezi — egy másik megvalósításban — az (V) általános képletű vegyületek előállítása, amely képletben O

R⁴ jelentése difenil-metilcsoport és az n értéke, Μ' , R és R¹jelentése a fentiekben meghatározottakkal azonos. Ebben a megvalósításban a találmány szerinti eljárás a következő lépésekből áll:

(a) a fentiekben meghatározott (IV) általános képletű vegyület elektrokémiai redukciója a (II) vagy (III) általános kép64.012/BE • · ·

-5·· ·· ·· letű vegyületek kialakítására, majd az elektrokémiai redukció termékeit kromatográfiásan tisztítjuk egy abszorbens gyantán;

(b) az (a) lépésben képződött (II) vagy (III) általános képletű vegyület észterezése a (VI) általános képletű vegyületté, amely képletben R⁴ jelentése difenil-metilcsoport, és n értéke, U , R és R¹ jelentése a fentiekben meghatározottakkal azonos; és (c) a (b) lépésben képződött (VI) általános képletű vegyület ozonizálása a fentiekben meghatározott (V) általános képletű vegyületté.

Jelen találmány további tárgya egy eljárás 7-amino-3-dezacetoxi-metil-cefalosporinsav-difenil-metil-észterének — mint amilyen a (VII) általános képletű vegyület, ahol R⁴ jelentése difenil-metilcsoport — előállítására, amely eljárás az alábbi lépésekből áll:

(d) a fentiekben meghatározott (V) általános képletű vegyületet egy (VIII) általános képletű vegyületté redukáljuk, amely képletben n értéke, R⁴, R, , R és R¹ jelentése a fentiekben meghatározottakkal azonos;

(e) a (d) lépés termékét egy P-X általános képletű vegyülettel — ahol P jelentése egy szulfonil aktiváló-csoport és X jelentése Cl, Br vagy I — egy tercier amin-bázis jelenlétében reagáltatjuk kialakítva a (IX) általános képletű vegyületet, ahol P jelentése egy szulfonil aktiváló-csoport és n értéke, R⁴, R, W , R és R¹ jelentése a fentiekben meghatározottakkal azonos; és (f) a (VII) általános képletű vegyület kialakítására

S4.012/BE

-6···· ·· ·· ··*· • · · · * ··« ··· · · · • · · · · ♦ ··· ·· ·· (i) az (e) lépés termékét egy tercier amin-bázis és egy alkohol vagy diói jelenlétében PCl₅-tel, majd egy dialkil-amin-bázissal kezeljük; vagy (ii) az (e) lépés termékét egy tercier amin-bázis és egy alkohol vagy diói jelenlétében egy dialkil-amin-bázissal vagy egy trialkil-amin-bázissal, majd PCl₅-tel kezeljük és ahol adott esetben egy PP van jelen PCl₃-mal kezeljük.

A (VII) általános képletü vegyület egy kulcs-köztitermék a ceftibutén (I) kereskedelmi szintézisében.

A leírásban használatos definíciók meghatározásai a következők :

alkil egyenes vagy elágazó, 1-6 szénatomos alkilláncot jelent; aril jelentése, gyűrűtagkén t C_s C₁₀ szénatomot tartalmazó aromás csoport, mint például a fenil- vagy naftilcsoport; és szubsztituált arilcsoport jelentése egy olyan arilcsoport, amely 1-3 szubsztituenst tartalmaz a következő csoportok közül: halogén, C^Cg alkilcsoport, NO₂ vagy CF₃;

halogén jelentése Cl, Br vagy I;

szulfonil aktiváló-csoport jelentése a -SO₂R⁶ általános képletü szubsztituens, ahol R⁶ jelentése alkil-, aril-, szubsztituált arilcsoport vagy -CF₃;

hidrid redukáló-csoport jelentése NaBH₄, LiBH₄, NaBH₃CN vagy NaBH₄ és LiCl keveréke;

vizes sav jelentése egy sav, mint például HC1 vizes oldata;

dialkil-amin-bázis jelentése a HN (alkil) ₂, mint például dietil-amin;

tercier amin-bázis jelentése olyan bázis, mint a piridin, a

64.012/BE ···· ·· * < ········· • · · · · · — 7 — ··· ·· ·*

DMAP, DMA, Et₃N vagy Hünig-bázis;

tetraalkil-ammóniumsók jelentése tetraalkil-ammónium kationt, mint például tetraetil-ammónium-, tetrametil-ammónium-, tetrabutil-ammónium- vagy tetrapropil-ammónium kationt és egy alkalmas ellen-ionként p-toluolszulfonát- vagy -szulfátcsoportot tartalmazó sók;

alkohol jelentése C^—C₄ alkohol, mint a metanol, etanol vagy a propanol; és diói jelentése C₂-C₆ diói, mint az etilénglikol, 1,3-propándiol vagy az 1,3-butándiol.

puffer jelentése egy vagy több puffervegyület, amely vízoldható sav és/vagy bázis, mint amilyen a LiH₂PO„, ΚΗ₂ΡΟ_η, NaH₂PO„, Li₂HPO₁, K₂HPO„, Na₂HPO„, Li₃PO₄, K₃PO₄, Na₃PO„, LiHCO₃, NaHCO₃, KHCO₃, Na₂CO₃, K₂CO₃, Li₂CO₃, NaOH, KOH, LiOH, HC1O₄ és H₃BO₃ vagy olyan sók amelyek közé tartoznak a borátok (mint például lítium-borát, kálium-borát, cézium-borát vagy nátrium-borát) és a kvaterner ammóniumsók, mint amilyen a tetraalkil-ammóniumsók. A puffer vagy egy egyedüli puffer, vagy két vagy több ilyen vegyület keveréke és a pH fenntartására, valamint az elektrokémiai redukciós lépés elősegítésére alkalmazzuk.

Vízzel hígítható szerves adalékok olyan szerves vegyületek, amelyek oldhatók vízben és viszonylag kevéssé hajlamosak az elektrokémiai redukcióra a jelen találmány szerinti körülmények között. Ilyen az EtOAc, iPrOAc, CH₃CN, MeOH, EtOH, iPrOH, DMF, formamid, DMSO és a karbamid.

Adszorbens gyanta jelentése poláris oldószerből — például víz — hidrofób molekulákat szelektíven adszorbeálni képes po64,012/BE

-8·· ·· ·· · V +·*· • · · · · limerizált nemionos makrohálós szerkezetű (pl. porózus) adszorbens, mint amilyen az (II), (III), (XII), (XIII) és (XIV) általános képletű vegyületek. Ilyen gyanták tipikusan az aromás polimerek, mint amilyenek a sztirol és a divinil-benzol kopolimerjei, amelyek lehetnek térhálósítottak. Ezek a gyanták ismertek és általában a megfelelő monomerek polimerizációjával készülnek. (lásd pl. US4224495 és US4297220) A kereskedelemben könnyen beszerezhető számos ilyen adszorbens gyanta, köztük: Amberlite® XAD-7, XAD-1180, XAD-16 és XAD-1600 (beszerezhető a

Rohm & Haas-tól); XUS-40323.00, XUS-40285.00 és XUS-40283.00 (beszerezhető a Dow Chemical Co.-tól); és Diaion HP 10, HP 20,

HP3 0, HP 40 és HP 50 (beszerezhető a Mitsubishi Chemical-tói).

Az alkalmazott, alábbi reagenseket és oldószereket rövidítéssel jelöljük: metanol (MeOH); tetrahidrofurán (THF) ; dietil-éter (Et₂O) ; t-butil-metil-éter (TBME); trietil-amin (Et₃N) ; diizopropil-etil-amin (Hunig bázis); etil-acetát (EtOAc); izopropil-acetát (iPrOAc); ecetsav (HOAc); etanol (EtOH); N,N-dimetil-formamid (DMF); dimetil-szulfoxid (DMSO); 4-(dimetil-amino) -piridin (DMAP); N,N-dimetil-anilin (DMA); p-toluolszulfonil-klorid (tozil-klorid vagy TsCl) ; metánszulfonil-klorid (mezil-klorid vagy MsCl); p-toluolszulfonsav (p-TSA); izopropil-alkohol (iPrOH).

A jelen találmány tárgyát képezi egy eljárás a (II) vagy (III) általános képletű vegyület előállítását, amelyet az [ A] folyamatábrán mutatunk be. A korábbiakban meghatározott (IV) általános képletű vegyületet, egy alkalmas oldószert és egy puffért tartalmazó oldatot elektrokémiai redukciónak vetünk alá

64.012/BE »»»·

-9> >

* ·* »'» • · ··· «· előállítva a korábbiakban meghatározott (II) vagy (III) általános képletű vegyületet. Erre a redukcióra alkalmas munkaelektróda céljára az ismert elektródaanyagok közül olyanokat választunk, amelyeknek maximális a hidrogén-túlfeszültsége. Az alábbiakból készült elektródák tartoznak közéjük: Ti, In, Cd, Pb, Ga, Zn, Ag, Sn, Bi, Hg, Pt, Mo, Nb, Ta, C, Cu, Fe és Ni, valamint a fémötvözetek - mint amilyenek a Pb/Ag, Cu/Hg - és a különböző összetételű acélok, amelyek közé tartoznak a John Wiley & Sons: Kirk-Othmer Concise Encyclopedia of Chemical Technology, pp.

1101-1105, New York (1985) szakirodalmi helyen leírt acélok. Az előnyös katódanyagok a Ti, In, Cd, Hg, Pb, Ga, Zn, Ag, Sn, Bi és

C (grafit, grafitlemez vagy hálós üvegszerű szén (reticulated vitreous carbon)). A C, Pb, Hg, Sn, Zn és ezüstből készült katódok szintén előnyösek. A legelőnyösebbek az ónból és az ólomból készült elektródok. Az előnyös katódoknak nagy felületük van úgy, hogy optimalizált az elektróda felületének az oldat térfogatához viszonyított aránya. A redukciót előnyösen 10 mA/cm² és 40 mA/cm² közötti áramsűrűség mellett végezzük el. Az oldószer víz, egy alkalmas szerves oldószer, vagy víz és egy vízoldható szerves adalékanyag keveréke közül valamelyik. Előnyösen víz vagy víz és egy vízoldható szerves adalékanyag keveréke.

Az elektrokémiai redukciót -60 °C és 80 °C közötti, előnyösen -20 °C és 30 °C közötti, még előnyösebben -20 °C és 20 °C közötti, legelőnyösebben 0 és 10 °C közötti hőmérsékleten és 7-10 közötti pH értéken végezzük el. A tervezett pH érték szükséges beállítására egy puffért, vagy két vagy több puffer keverékét alkalmazzuk. A puffer 0,1-2 mol/1, előnyösen 0,2-1,5 mol/1

64.012/BE

-10·««« ·

««« 9-9 • · · * ·« ·· és legelőnyösebben 0,5-1,0 mol/1 koncentrációban van jelen. A (IV) általános képletű kiindulási anyag kezdeti koncentrációja a redukciós oldatban 1 g/l és 100 g/l közötti, előnyösen 5 g/l és 60 g/l közötti és legelőnyösebben 10 g/l és 50 g/l közötti.

Az elektrokémiai redukciót egy alkalmas elektrokémiai cellában végezzük. Ezek széles választéka ismeretes a szakterületen. Az előnyös cella átfolyós cella, amelyen a redukálandó vegyületet tartalmazó oldatot egy külső tartályból keresztülcirkuláltatjuk. Szintén előnyös a kétkamrás cella, ahol a katód és az anód elkülönített kamrákban van. Az ilyen cellák katód- és anódkamrái úgy vannak kialakítva, hogy a folyadékot tartalmazó kamrák közül az egyik fizikailag van elválasztva a másiktól, miközben az elektromos kapcsolat biztosítva van a két kamra között.

Előnyösen az elválasztó egy porózus anyag, így például színtereit üveg, vagy egy alkalmas ioncserélő membrán, így például Nafion® membrán. Az anódot tartalmazó kamra szintén egy puffer vizes oldatát tartalmazza, amely puffer lehet ugyanaz vagy a katód-kamrában lévő puffertői eltérő. Az anód-kamrában lévő puffer, azaz az anolit előnyösen egy foszfátsó, perklórsav vagy kénsav előnyösen perklórsavval. Az anolit koncentrációja előnyösen 0,2 mol/1 és 2 mol/1 közötti és a legelőnyösebben 1 mol/1.

A (II), (III) és a (IV) általános képletű vegyületek két karbonsavcsoportot tartalmaznak, és ebből következően anionos tulajdonságuk van az elektrokémiai redukció során alkalmazott előnyös pH értéken. Egy ioncserélő membrán válaszfal, amely áteresztő a kationoknak, de az anionoknak nem, következésképpen a (II), (III) és a (IV) általános képletű vegyületeknek az anód64.0L2/BE

11·· hoz történő migrációjának megakadályozására alkalmazhatjuk és ezzel megelőzhetjük az ezen az elektródán bekövetkező mellékreakciókat. Az ioncserélő membrán előnyösen egy perfluorozott ionomer membrán, így a John Wiley & Sons: Kirk-Othmer Concise Encyclopedia of Chemical Technology p. 843-844 (New York, 1985) szakirodalmi helyen ismertetett perfluorozott szulfonsavas vagy perfluorozott karbonsavas ionomerek, amelyeket referenciaként beépítettünk a leírásba. A legelőnyösebbek a Nafion® vagy Flemion® membránok, a Nafion® membránok különösen előnyösek.

A (IV) általános képletű vegyületek ismertek és szokásos eljárásokkal könnyen előállíthatjuk.

Az [ A] folyamatábra elektrokémiai redukciója során előállított (II) és (III) vegyületek jellegzetesen, különböző melléktermékeket tartalmaznak szennyezésként. Például az (1.1) szerkezeti képlettel rendelkező (I) általános képletű vegyület, a fentiekben ismertetett eljárással vezetett elektrokémiai redukciója a (II. 1) szerkezeti képlettel rendelkező (II) általános képletű vegyületet és emellett különböző mennyiségű (XII), (XIII) és (XIV) általános képletű melléktermékeket produkálja.

A (II) és (III) tisztított 3-exometilén-termékek számos előnyt kínál (köztük az [ A]-[ F] folyamatábrákon bemutatott eljárásokban bekövetkező lépések jobb végrehajtásait). Következésképpen kívánatos egy hatásos módszer a kívánt (II) vagy (III) redukciós termékből a melléktermékek mindegyikének vagy legalább némelyikének az eltávolítására. A találmánynak szintén tárgyát képezi egy eljárás az ilyen melléktermékek eltávolítására, amely eljárás a nyers, elektrokémiai redukciós terméknek egy alkalmas

64,012/BE

-12adszorbens gyantán történő kromatografálását tartalmazza. Ilyen gyantákra példa az Amerlite® XAD-16, Amerlite® XAD-1180, Amerlite® XAD-7, Amerlite® XAD-1600, Dianon HP-20, SP-825, XUS40323.00, XUS-40285.00 és az XUS-40283.00. Előnyösek az XAD-16, XAD-1600, XAD-7, HP-20 és az XUS-40323. A (II.1) általános képletű vegyületből a (XII), (XIII) és (XIV) általános képletű, szennyező melléktermékek eltávolítására a legelőnyösebb az XAD-1600 adszorbens gyanta.

Az elektrokémiai redukciós termék adszorbens gyantán végzett kromatográfiáját tipikusan 0 °C és 25 °C közötti hőmérsékleten végezzük körülbelül 30 g anyag/dm³ gyanta oszlopterhelés mellett. Az oszlopot metanolos, ioncserélt vizes mosással készítjük elő. Az elektrolítikus redukciós oldatot, amely tartalmazza az elválasztandó anyagokat és a fentiek szerint kaptunk egy szűrőn át (pl.: Celite® -en) leszűrjük, majd 3,5-4,0 pH értékre megsavazzuk és átengedjük az oszlopon, amelyet tipikusan 1 (oszlop ágytérfogat)/óra (BV/óra) mértékben töltünk fel. Az oszlopot ezután egy alkalmas oldószer — így ioncserélt víz vagy ioncserélt víz és egy alkohol (mint például a metanol, etanol vagy izopropil-alkohol) elegyének — alkalmazásával eluáljuk. Az eluáló oldószer ugyancsak tartalmazhat egy puffért az oldat pHjának beállítására. A kívánt (II) vagy (III) általános képletű vegyületet a megfelelő kromatográfiás frakciók liofilizálásával nyerjük ki.

A jelen találmány további tárgyát képezi egy eljárás az (V) általános képletű vegyületek előállítására az [ A] -[ C] folyamatábrák szerint.

64.012/BE

.......

-13Αζ [ A] lépésben a kiindulási (IV) vegyületet a fentiekben leírtak szerint, elektrokémiai úton, (II) vagy (III) általános képletű vegyületté redukáljuk. A (II) vagy (III) redukciós terméket adott esetben a fentiekben leírtak szerint egy adszorbens gyantán kromatográfiásan tisztítjuk.

A [ B] lépésben a (II) vagy (III) általános képletű vegyületnek és egy alkalmas észterezőszernek, — mint amilyen a difenil-diazometán — egy megfelelő oldószerben — mint a víz, vagy víz és egy poláros oldószer keveréke — történő reakciójával a (VI) általános képletű diészterré alakítjuk.

A [ C] lépésben a (VI) diésztert egy alkalmas oldószerben — mint a CH₂C1₂ — ózonnal kezeljük -100 °C és 0 °C közötti, előnyösen -80 °C és -20 °C közötti hőmérsékleten, egy ozonid köztiterméket képezve, amelyet ezután egy megfelelő — például P(OC₂H₃)₃ — redukálószerrel továbbreagáltatva az ozonid köztiterméket a fentiekben meghatározott (V) általános képletű vegyületté redukáljuk.

Egy alternatív megvalósítás szerint az [A] lépés (II) vagy (III) általános képletű termékét a [ C] lépésnél (lsd.: fent) leírtak szerinti eljárással ózonnal kezeljük a (X) általános képletű vegyület kialakítására, amely képletben A jelentése a fentiekben meghatározottak szerinti és a (X) terméket a [ B] lépésnél (lsd.: fent) megadottal azonos eljárással észterezzük a fentiekben meghatározott (V) általános képletű vegyület kialakítására .

A jelen találmány további tárgyát képezi egy eljárás az (VII) általános képletű vegyületek előállítására az [ D] -[ F] fo64.012/BE

-14.......

lyamatábrák szerint.

A [ D] lépésben a fentiekben meghatározott (V) általános képletű vegyületet egy hidrid tipusú redukálószerrel, előnyösen NaBH₄-del redukáljuk egy alkalmas oldószerben a (VIII) általános képletű vegyület előállítására, amely képletben n értéke R, R¹, R⁴ és W jelentése a fentiekben meghatározott. Az alkalmas oldószerek közé tartozik az Et₂O, a THF, Ci—C₄ alkohol, víz, CH₂C1₂ és egy alkohol keveréke, vagy víz és egy C^—C„ alkohol keveréke. A reakciót -100 °C és 30 °C közötti, előnyösen -80 °C és 0 °C közötti hőmérsékleten hajtjuk végre és a konkrét, alkalmazandó oldószert vagy oldószer-keveréket úgy választjuk ki, hogy a reakcióhőmérséklet magasabb legyen mint a keverék fagyáspontja. Előnyös esetben az oldószer CH₂C1₂ és egy C_t-C₄ alkohol keveréke és a reakcióhőmérséklet -80 °C és -40 °C között van.

A reakciófolyamat [ E] ÉS [ F] lépéseit egy edényes eljárásként hajtjuk végre, vagyis a szükséges reagenseket egymás után adjuk a reakciókeverékhez anélkül, hogy a két lépés közé feldolgozást vagy elkülönítést iktatnánk.

Az [ E] lépésben a [ D] lépés termékét egy P-X általános képletű vegyülettel — ahol P és X jelentése a korábbiakban meghatározott — egy alkalmas oldószerben — mint a CH₂C1₂ — egy tercier amin-bázis — mint az Et₃N — jelenlétében reagáltatjuk egy (IX) általános képletű vegyületet, amely képletben az n értéke, P, R³, W , R és R¹ jelentése a fentiekben meghatározott, és egy tercier amin-bázist tartalmazó keverék képzése céljából.

Az [ F] lépésben az [ E] lépésben keletkező reakciókeveréket egymás után PCl₅-tel és egy dialkil-amin-bázissal — mint amilyen

64,012/BE

-15a dietil-amin — kezeljük a (VII) képletű vegyület kialakására. A tercier amin-bázis és egy C^-C,, alkohol — előnyösen metanol — vagy egy C₂-C₆ diói — előnyösen 1,3-butándiol — jelenlétében PCl₅-tel történő kezelés az amid oldalláncnak szabad amincsoportot kialakító hasítására szolgál. Amennyiben szükséges az [ F] lépésben a PC1₅ mellett további tercier amin-bázist adagolunk be. A dialkil-aminnal való kezelés, a 3-OP csoport eltávolításában, a 3,4 kettős kötés kialakítását eredményezi.

A reakciót a PC1₅ és egy alkoholnak vagy dióinak a keverékhez történő hozzáadásával hajtjuk végre, amelyet egy dialkil-amin-bázisos kezelés követ. Egy másik módon a keveréket először

a dialkil-amin-bázissal	kezeljük,	majd a	PCl₅-tel	és alkohollal
vagy diollal.
Amennyiben — adott	esetben —	egy Φ	csoport	van jelen, az
[ F] lépés egy további	, PCl₃-mal	való	kezelést	tartalmaz a

szulfoxidcsoportnak a megfelelő szulfiddá alakítására.

A (VII) általános képletű vegyületek ismert eljárásokkal könnyen átalakíthatok az (I) képletű ceftibuténné.

Egy másik megvalósításban a fentiekben ismertetett (X) terméket hidrid redukálószerrel kezeljük a [ D] lépésnél ismertetett eljárással lényegében azonos módon a (XI) általános képletű vegyület kialakítására (lásd: [ D' ] ) , ahol A jelentése a korábbiakban meghatározott, majd a (XI) vegyületet a reakciófolyamat [ B] lépésénél ismertetett eljárással lényegében azonos módon észterezzük a már korábban ismertetett (VIII) általános képletű vegyület kialakítására. A (VIII) vegyületet ezután egy (VII) általános képletű vegyületté alakítjuk az [ E] és [ F] (lásd fent) lé64.012/BE

-16··· · pésnél ismeretett eljárásokkal.

A következő előállítások és példák szolgálnak a jelen találmány szerinti eljárás bemutatására.

Példák

Az elektrokémiai redukciót egy olyan elektrokémiai cellában végezzük el, amely egy munkaelektróddal (katód), ettől elválasztott ellenelektróddal (anód) és referenciaelektródokkal van felszerelve. A potenciált egy állandó feszültségű forrással — ilyen például a Princeton Applied Research Model 273 potenciosztát — (-1) és (-3) volt közötti, előnyösen (-1,5) és (-2,5) volt közötti értékekre szabályozzuk.

A válaszfalként! alkalmazásra kerülő Nátron® membránok a kereskedelemben számos helyről beszerezhető, mint például a DuPont-tól vagy az Aldrich Chemical Company-tól. A Nafion* membránokat használat előtt, forrásban lévő 3 tömeg%-os H₂O₂ 30 percig történő alkalmazásával, majd egy 15 perces forró (80 ’C) 9 mol/l-es salétromsavas oldatba merítéssel megtisztítottuk. A membránokat ezután forrásban lévő vízbe merítettük, különböző mennyiségű forró (90 °C) vízben szónikusan tisztítottuk és desztillált víz alatt tartottuk a felhasználásig.

Az ellenelektród platina szitaelektród, a referenciaelektród Ag/AgCl elektród. A munkaelektród higany folyadék-elektród (háromszor desztillált higany); grafitelektród (Johnson Mathey, 99,9995%), üvegszerű szénelektród, ólomelektród (Johnson Mathey, 99,9999%), ón fólia-elektród (Aldrich 99,9% tisztaságú), vagy Teflon®-ba zárt cink rúd-elektród (Johnson Mathey, 99,95%).

A HPLC analízist egy Brownlee HPLC Analytical Column (RP 18

64,012/BE • ·

-17SPHER 1-5, 250 X 4,6 mm) típusú berendezésen 35 °C-on végeztük. A mozgó fázis általában 94:6 0,025 mol/1 KH₂PO„ (vizes)/CH₃CN volt 1 ml/perc áramlási sebesség mellett és UV detektort (225 nm-es) alkalmaztunk.

1. példa

Feloldottunk 0,3 g 7-glutaril-7-amino-cefalosporánsavat (glutaril-7-ACA) 30 ml 6,9 pH értékű 0,1 mol/1 KH₂PO₄ és 0,018 mol/1 NaHC0₃ vizes pufferoldatában. Az oldatot szobahőmérsékleten higany folyadék-elektróddal -2,2 V potenciálértéken 13 órán át elektrolizáltuk és így az (1.2) képletű exometilén-termék (lásd: [ Pl] ábra) és (1,3) általános képletű 3-metilvegyület egy 8,5:1 arányú keverékét kaptuk.

IA. példa

Feloldottunk 0,3 g (glutaril-7-ACA)-t 30 ml, 1 mol/1 H₃BO₃-t és a 8,0 pH érték beállításához szükséges mennyiségű NaOH-t tartalmazó vizes pufferoldatban. Az 1. példában leírtak szerint elektrolizáltuk -2,3 V potenciálértéken és 4 ³/₄ órán keresztül és így az 1. példa szerinti termékvegyületek 6,8:1 arányú keverékét kaptuk.

2. példa (Glutaril-7-ACA)-t, 0,05 mol/1 KH₂PO₄-t, 0,05 mol/1 NaHPO„-t, 0,08 mol/1 bórsavat és 0,018 mol/1 NaHCO₃-t tartalmazó vizes elektrolítoldatot készítettünk. A kiindulási pH értéket feljegyeztük és az 1. példában leírtak szerint elektrolizáltunk -2,2 V értéken. Feljegyeztük a végső pH értéket és HPLC-vel meganalizáltuk és a fentiekben szerint meghatároztuk a kitermelést és a 3-exometiién 3-metil-vegyülethez viszonyított arányát. A 7-glu64.012/BE • · · ·

-18taril-cefalosporánsav kiindulási koncentrációját feltüntetve az alábbi eredményeket kaptuk:

glutaril-7-ACA koncentrációja	exometilén-termék kitermelése	kiindulási PH	végső PH	3-exo 3-metil aránya
1 g/l	52%	7,3	8,5	9,5:1
5 g/l	50%	6,8	8,9	10,1:1
10 g/l	43%	6, 3	8,5	10,6:1

3. példa g/l glutaril-7-ACA -t és 0,2 mol/1 bórsavat tartalmazó vizes elektrolítoldatot készítettünk. Az oldat kezdeti pH-jának beállítására NaOH-t adtunk hozzá. Egy elválasztóval kettéosztott

2-kamrás cellát használtunk, az 1. példában ismertett módon -2,2 V-on elektrolizáltuk az oldatot. A végső pH-t feljegyeztük és HPLC-vel analizáltuk a fentiekben leírtak szerint a kitermelés meghatározására, valamint a termék-keverékben a 3-exometilén-vegyületnek a 3-metil-vegyülethez viszonyított arányának a meghatározására. A következő táblázat tartalmazza a kapott eredményeket a megadott hőmérsékletek szerint.

reakcióhőm .	válaszfal anyaga	exometilén kitermelés	kezdeti PH	végső pH	3-exo 3-metil aránya
25 ’C	szinterezett üveg	49%	8,3	9,4	10,4:1
25 ’C	Naf ion®	64%	8,3	9,3	10,6:1
0 ’C	Naf ion®	67%	8,7	8,3	13,5:1

64,012/BE • · · ·

-194. példa g/l glutaril-7-ACA -t és 0,5 mol/1 bórsavat tartalmazó vizes elektrolítoldatot készítettünk. Az oldat kezdeti pH-jának pH=9-re állítására LiOH-t adtunk hozzá. Egy válaszfallal kettéosztott 2-kamrás cellát használtunk, az 1. példában ismertett módon 15 mA/cm² áramsűrűség mellett elektrolizáltuk az oldatot. A fenti módon HPLC-vel analizáltuk meg a kitermelés (80%), valamint a termék-keverékben a 3-exometilén-vegyuletnek a 3-metil-vegyülethez viszonyított arányának (20:1) a meghatározására.

5. példa g/l glutaril-7-ACA -t és 0,5 mol/1 bórsavat tartalmazó vizes elektrolítoldatot készítettünk. Az oldat kezdeti pH-jának pH=9-re állítására LiOH-t adtunk hozzá. Egy válaszfallal kettéosztott 2-kamrás cellát használtunk, az 1. példában ismertett módon 15 mA/cm² áramsűrűség mellett elektrolizáltuk az oldatot. A fenti módon HPLC-vel analizáltuk meg a kitermelés (75%), valamint a termék-keverékben a 3-exometilén-vegyületnek a 3-metil-vegyülethez viszonyított arányának (30:1) a meghatározására.

6. példa g/l glutaril-7-amino-cefalosporinsavat (glutaril-7-ACA) és 0,5 mol/1 bórsavat tartalmazó 20 1 vizes elektrolítoldatot készítettünk. Az oldat kezdeti pH-jának 9,5-re állítására LiOH-t adtunk hozzá. Egy válaszfallal kettéosztott 2-kamrás cellát használtunk, az 1. példában ismertett módon 6 °C - 7 °C között, 15 mA/cm² áramsűrűség mellett. (Az oldat végső pH-ja 8,2.) A fenti módon HPLC-vel, és NMR-rel analizáltuk meg a kitermelés (HPLC

79%, NMR 80%), valamint a termék-keverékben a 3-exometilén-ve64.012/BE

-20···· ·· • · ··· ··· • · · gyületnek a 3-metil-vegyülethez viszonyított arányának (HPLC 25:1, NMR 37:1) a meghatározására.

A 6. példában szerinti eljárást alkalmazva 20 1 50 g/l-es elektrolítoldatot elektrolizáltünk a következő eredménnyel: 70% kitermelés (HPLC-vel) és a 3-exo aránya a 3-metil-hez viszonyítva 28:1 (HPLC-vel) volt.

7. példa

A nyers elektrokémiai redukciós termék kromatográfiás tisztítása

Ά' lépés - adszobens gyantaoszlop kondicionálása:

200 ml XAD-16 gyantát (Rohm & Haas) és 1500 ml ionmentesített, desztillált vizet összekevertünk és 1 órán kevertettük, majd a vizet dekantáltuk. 1500 ml MeOH-t adtunk hozzá, 1 órán át kevertettük, majd a MeOH-t dekantáltuk. Egy üveg kromatográfiás üvegoszlopba (2,4 cm X 60 cm) megközelítőleg 155 ml gyantát töltöttünk 250 ml MeOH felhasználásával. Először MeOH-val eluáltunk (2

BV/óra áramlási sebességgel), majd 7 1 ionmentesített, desztillált vízzel (8 BV/óra áramlási sebesség mellett). Az oszlopot 2 1 ionmentesített, desztillált vízzel után öblítettük és a gyantát hagytuk leüllepedni. Az oszlopot 1 1 0,5 mó/l-es NaCI vizes oldattal eluáltuk (a pH-t HCl-lel 3,0-ra állítottuk, áramlási sebesség=2 BV/óra).

Έ' lépés - a termék tisztítása:

Az 50 g/l nyers 3-exometilén-terméket tartalmazó elektrolitikus oldatot (5. példa szerint készült) az Ά' lépés gyantaoszlopára öntöttük (áramlás=l BV/óra, hőm.=4-5 ’C). Az oszlopot 60 ml ionmentesített, desztillált vízzel (áramlás=l BV/óra, hőm.=464.012/BE • · ·

-215 °C) , majd 700 ml 0,1 mol/1 NaHCO₃ vizes oldatával eluáltuk (pH=7,5, áramlás és a hőm. mint a fenti), majd 50 ml-es frakciókat gyűjtöttünk össze. Az összegyűjtött frakciókat HPLC-vel analizáltuk, majd pH=3,5-4,0-ra savaztuk hígított HCl-t (vizes) alkalmazva. (Az analitikai eredményeket az alábbi 1 táblázat tartalmazza.) A megfelelő frakciókat a tisztított 3-exometilén-termék izolálása véget liofilizáltuk (70%).

Frakciók sorszáma	A frakciók pH-ja	3-exo-termék kitermelése %
1	5, 11	0
2	5,21	0
3	5,80	0
4	7, 69	0
5	7,48	1,80%
6	7,46	38,7%
7	7,26	22,2%
8	8,02	15,5%
9	8,30	12,4%
10	8,16	3, 65%
11	7,86	1,28%
12	7,51	<0,5%
13	7,47	<0,5%
14	7,42	<0,5%

'C' lépés - az oszlop regenerálása:

64.012/BE ···· '· '**· • · ···,: · ·*

-22- — ’*

A kimerült gyantát 5 BV 2t%-os NaOH-val 45-60 percig iszapoljuk, dekantáljuk a vizes oldatot és 5 BV ionmentesített, desztillált viízzel 15 percig iszapoljuk. A vizet dekantáljuk és 5 BV MeOH-val 45-60 percig iszapoljuk. A MeOH-t dekantáljuk és a gyantát oszlopba töltjük 1 BV vagy ionmentesített, desztillált víz vagy MeOH felhasználásával, majd az oszlopot 5 BV ionmentesített, desztillált vízzel eluáljuk az újra felhasználást megelőzően .

8. példa

120 ml-es XAD-1600 (Rohm & Haas) gyantaoszlopot a 6. példa, Ά' lépésénél leírtakkal lényegében azonos módon kondicionáltuk, majd 50 ml 50 g/l-es nyers 3-exometilén-terméket (5. példa alapján készült) tartalmazó elektrolitikus redukciós oldatot (pH=3,0) töltöttünk az oszlopba (áramlási sebesség = 1 BV/óra, hőm.= 4-5 ’C) . Az eluálást 120 ml ionmentesített, desztillált vízzel (pH=3,0, áramlási seb.: 1 BV/óra); 120 ml ionmentesített, desztillált vízzel (pH=6,0, áramlási seb.: 1 BV/óra); 500 ml 0,1 mol/1 NaHCO₃ oldattal (vizes) (pH=7,5, áramlási seb.: 1 BV/óra) végeztük 50 ml-es frkació összegyűjtése közben. A frakciókat HPLC-vel analizáltuk, majd a pH-t 3,5-4,0 értékre állítottuk be hígított HCI (vizes) felhasználásával. A megfelelő frakciókat a tisztított 3-exometilén-termék kinyerésére liofilizáltuk.

64,012/BE

a frakció száma	a frakció pH-ja	3-exo-termék kitermelése %-ban
1	5, 93	0
2	6, 17	0
3	6, 16	0
4	5, 65	0
5	4,58	0
6	3,84	0
7	3,78	0
8	3,72	0
9	2,82	0
10	5,01	0
11	7,01	15,0%
12	7,48	18,8%
13	6,89	18,6%
14	6, 15	20, 5%
15	6, 31	22,0%
16	6,49	4,17%
17	6,75	0,40%
18	7,04	0

Az XAD-1600 gyantát a 6. példa, 'C' lépésében leírtakkal lényegében azonos módon regeneráltuk.

9. példa

Ά' lépés: Elektrokémiai redukció

1,0 kg 50 g/l-es glutaril-7-ACA oldatot a 6 példában ismertetet eljárás szerint redukáltuk elektrokémiai úton a

3-exometilén-termék 75 %-os kitermelése mellett. A termék olda64.012/BE «·. >

tót a szilárd termék kinyerése céljából liofilizáltuk.

'B'lépés: Kromatográfia:

Egy oszlopot (115 cm X 7,5 cm) 20 1 XAD-1600 gyantával töltöttünk fel és 5 °C-on a 8. példában leírtakkal lényegében azonos módon kondicionáltuk. 300 g az Ά' lépésben nyert 3-exometilén-termék 15 l-es oldatát készítettük el (~20 g/l ionmentesített desztillált vízben), 2 1 3,7 t%-os HCl-lel (vizes oldat) 3,0-ra állítottuk a pH-t és 0,5 BV/óra áramlási sebesség mellett töltöttük az oszlopra (5 °C-os). Az oszlopot egymásután 2,5 BV ionmentesített desztillált vízzel (pH=3,0, áramlási seb.: 1 BV/óra), 3,05 BV ionmentesített desztillált vízzel (pH=6,0, áramlási seb.: 1 BV/óra) és végül 4 BV 0,5 mol/1 NaHCO, vizes oldatával (pH=7,5, áramlási seb.: 1 BV/óra) eluáltuk frakció (minden frakció 0,25 BV) gyűjtése közben. A frakciókat HPLC-vel analizáltuk, a frakciókat, amelyek 3-exometilén-terméket tartalmaztak összeöntöttük és így a 93,2%-os kitermeléssel 23,3 1 oldatban (12 g/l) nyertük a tisztított 3-exometilén-vegyületet.

A termékoldatot fordított ozmózissal (100 Dalton membrán, nyomás=32 bar, 5 ’C) bekoncentráltuk 11 1 (23,0 g/l-es) koncentrált termékoldatot kinyerve.

A 3-exometilén-termék egy mintáját liofilizálással izoláltuk. ^lH NMR (400 MHz, CDC1₃) : 5, 30-5,23 (d of d) ; 5,12 (d) ; 4,82 (s); 4,75-4,6 (m) ; 3,35 (d of d); 2,24-2,18 (m); 2,12-2,05 (m) ;

1,77-1,68 (m).

'C' lépés: Extraktív észterezés

Difenil-diazo-metánt készítettünk benzofenon-hidrazonból oxidációval CH₃CO₃H, 1,1,3,3-tetrametil-guanidin és jód 1 tömeg%64,012/BE

-25···.. . · · · ··· ·· ·· os CH₂C1₂ oldatának keverékével. Az oxidációt Walker, és mtsai., J.C.S. Perkin I, 2030 (1975) cikkében leírt eljárás szerint végeztük el, így 94%-os volt a difenil-diazo-metán kitermelés.

A 'B' lépésben kapott (3,0-3,4 pH-nál) 3-exo-metilén termék 1 1 koncentrált — 23,3 g/l-es — oldatát 2,5 ekvivalens difenil-diazo-metán CH₂C1₂-os oldatával kezeltük egy éjszakán át. További 10%-nyi (0,25 ekv.) difenil-diazo-metán oldatot adtunk hozzá, hogy teljesen befejezzük az észterezést. A szerves elegyet bekoncentráltuk és a maradékot i-PrOH-ból átkristályosítottuk. A 3-exometilén-vegyület bisz-difenil-metil-észterének (bisz-DPM) kitermelése 88% volt. A bisz-DPM-észter termék tisztasága >97%-os volt. ^lH NMR (400 MHz, CDC1₃) ; 7,35-7,15 (m, 20H) ; 6,80 (d, 2H) ; 6,03 (d, 1H) ; 5,58 (m, 1H) ; 5,3-5,1 (m, 4H) ; 3,42 (d,

1H) ; 3,0 (d, 1H) ; 2,41 (t, 2H) ; 2,15 (t, 2H) ; 1,9 (m, 2H) .

'D' lépés: Ozonolizis:

A ’C' lépésben nyert bisz-DPM-észternek az ozonolizisét szokásos eljárás alkalmazásával hajtottuk végre. 70 mmol bisz-DPM-észtert EtOAc-ban feloldottuk (az észter koncentrációja: 80-90 g/1) és -75 °C-ra lehűtöttük. 1,3 ekv. ózont adagoltunk -78 °C-on az elegybe úgy, hogy 0₂-ben lévő ózonáramot buborékoltattunk az oldaton keverés közben. A kapott elegyet -75 °Con 35-45 percig kevertettük, majd P (OC₂H₅) ₃-mal kezeltük (az ozonid köztitermék redukálására). A termék 3-hidroxi-cefém kitermelése 90%-os volt.

A 'D' lépés 3-hidroxi-cefém termékének redukálását NaBH₄ és HOAc-vel -50 °C-on 20 perces kezeléssel végeztük CH₂C1₂ és MeOH elegyében. A terméket izoláltuk, a 7-N-glutaril-3-hidroxi-cefám

64.012/BE • ···

-26- .......

bisz-DPM észterének kitermelése 60-70% volt.

Az Έ' lépésben nyert 7-N-glutaril-3-hidroxi-cefám bisz-DPM észterét 7-amino-3-dezacetoxi-metil-cefalosporánsav DMP észterévé (7-ADMCA-DPM-észter) alakítottuk a Yoshioka, és mtsai., Pure & Appl. Chem., 59. (No. 8) 1041-1046 (1987) cikkben ismertetett eljárással lényegében azonos módon. A Yoshioka, és mtsai.-nak az eljárása a 7-N-fenil-acetil-DPM-észternek a 7-ADMCA-DPM-észterré történő átalakítására van és teljesen ugyanolyan, mint a [ P9] ábrán bemutatott Έ'és 'F' lépésében ismertettünk. A 7-ADMCA-DPM-észter terméket 70-80%-os kitermeléssel izoláltuk és HPLCvel (Brownlee RP18 oszlop, dióda tömbdetektor 220 nm-nél, eluens

- 65% CH_;jCN/35% vizes foszfátpuffér (0,02 mol/1, pH=4,2), áramlási sebesség 2,0 ml/perc). ^LH NMP (300 MHz, CDC1₃) ; 7,5-7,4 (m,

2H) ; 7,38-7,2 (m, 8H) ; 6,95 (s, 1H) ; 6,6 (d of d, 1H) ; 4,85 (d of d, 2H) ; 3, 65-3, 35 (m, 2H) ; 1,76 (br s, 2H) .

10. példa

A 9. példa, 'B' lépés extraktív észterezését végeztük el 3-exometilén kiindulási anyag 40-50 g/l-es oldatán. A sokkal nagyobb koncentráció mellett a reakció sokkal gyorsabban játszódott le (6-7 óra alatt befejeződött) és kevesebb difenil-diazo-metánra volt szükség (tipikusan 2,5 ekvivalens).

11. példa g/l glutaril-7-ACA és 0,2 mól bórsav vizes elektrolizis oldatát készítettük el. LiOH-t adtunk hozzá a kiindulási pH=9-re való beállítására. Ólom katódot használtunk (munkaelektródként) egy 2-kamrás cellában, amelyet egy elválasztóval ketté osztottunk. Az oldatot az 1. példában leírtak szerint elektrolizáltuk

64,012/BE

-27• · ·· · · • · mA/cm² áramsűrűség mellett. Az elektrolízis alatt összesen 1200 C töltést vezettünk át az oldaton. HPLC-vel a fentiekben ismertetett módon analizáltunk és meghatároztuk a kitermelést (54%), valamint a termékelegyben a 3-exometilén-vegyület arányát a 3-metil-vegyülethez (72:1) viszonyítva.

12. példa g/l glutaril-7-ACA és 0,15 mol/1 nátrium-foszfát puffer (pH=7) 10 ml vizes elektrolítoldatát. Ónkatódot használtunk (munkaelektród) egy kétkamrás cellában, amelyet egy válaszfallal osztottunk ketté és 5 °C-os hőmérsékleten elektrolízáltuk az oldatot az 1. példában leírtak szerint 15 mA/cm² áramsűrűség mellett.

2016 C összes töltést vezettünk át az elektrolízis alatt. HPLC-vel analizáltunk, a fentiekben leírtak szerint, hogy meghatározzuk a kitermelést (72%) és a 3-exometilén-vegyületnek a 3-metil-vegyülethez viszonyított arányát (30:1) a termékelegyben.

13. példa g/l glutaril-7-ACA és 0,5 mol/1 nátrium-foszfát puffer (pH=7) 10 ml vizes elektrolítoldatát. Ónkatódot használtunk (munkaelektród) egy kétkamrás cellában, amelyet egy válaszfallal osztottunk ketté és 5 °C-os hőmérsékleten elektrolízáltuk az oldatot az 1. példában leírtak szerint 30 mA/cm² áramsűrűség mellett. HPLC-vel analizáltunk, a fentiekben leírtak szerint, hogy meghatározzuk a kitermelést (67%) és a 3-exometilén-vegyületnek a 3-metil-vegyülethez viszonyított arányát (36:1) a termékelegyben.

14. példa g/l glutaril-7-ACA és 0,5 mol/1 bórsav 10 ml vizes elektrolítoldatát. Az oldat pH-ját LiOH-dal 9,5-re állítottuk.

64.012/BE

-28Ónkatódot használtunk (munkaelektród) egy kétkamrás cellában, amelyet egy válaszfallal osztottunk ketté és 5 °C-os hőmérsékleten elektrolízáltuk az oldatot az 1. példában leírtak szerint 30 mA/cm² áramsűrűség mellett. HPLC-vel analizáltunk, a fentiekben leírtak szerint, hogy meghatározzuk a kitermelést (67%) és a 3-exometilén-vegyületnek a 3-metil-vegyülethez viszonyított arányát (20:1) a termékelegyben.

15. példa ’A' lépés: Extraktív észterezés:

34,2 g difenil-diazo-metán CH₂C1₂-os oldatát 1 1 21,0 g (0,064 mól) 7-β-(karboxi-butánamido)-3-exometilén-3-cefám-4-karbonsav oldatához. Az elegyet lehűtöttük 0-5 °C-os hőmérsékletre és lassan (csepegtetve) 18%-os (vizes) HC1 oldatot adtunk hozzá a pH=3-ra való beállítására. Szobahőmérsékletre felmelegítettük és 6 órán keresztül kevertettük, majd HCl-t adtunk hozzá a pH

2-2,5-re való csökkentésére és 1 órán keresztül kevertettük. A fázisokat elválasztottuk és a vizes fázist CH₂Cl₂-vel (2X50 ml) extraháltuk. Az összegyűjtött szerves fázisokat 500 ml vízzel mostuk, majd vákuumban ~70 ml térfogatra bekoncentráltuk. 300 ml iPrOH-t adtunk hozzá és 45 °C-on a maradék CH₂Cl₂-t ledesztilláltuk. Az elegyet 25 °C-ra lehűtöttük, a termékből magkristályokat adtunk hozzá és 4 órán keresztül kevertettük. 0-5 °C-ra lehűtöttük és 0,5 órán keresztül kevertettük. A terméket szűréssel összegyűjtöttük és vákuumszárító-szekrényben 35 °C-on szárítottuk. 34 g diészter terméket nyertünk ki. ^XH NMR (CDC1₃, 200 MHz): 1,988 (m, 2H); 2,23 (t, 2H); 2,5 (t, 2H) ; 3,09-3,50 (AB kvartét,

2H, J=13 Hz, J= 9 Hz); 5,21-5,24 (s, 2H) ; 5,32 (s, 1H) ; 5,35 (d,

64.012/BE

-291Η, J=4,3 Hz); 5,64 (d of d, 1H, J=4,3 Hz, J=9,2 Hz); 6,10 (d,

1H, J=9,2 Hz); 6, 86-6, 88 (s, 2H); 7,23-7,37 (br. s, 20H) .

’B' 1épés: Ozonolízis:

Az Ά' lépésben nyert bisz-DPM-észter termékből 46,26 g-t (0,070 mól) 500 ml EtOAc-ban feloldottunk és -75 °C-ra lehűtöttük. A kevertetett oldaton át -75 °C-on 35 percen keresztül ózonáramot (~2,7 mmol/perc) buborékoltattunk. A felesleges ózont oxigénnek 5 percen át, majd nitrogénnek 15 percen át az elegyen keresztül történő buborékoltatásával távolítottuk el. 20 percen át lassú ütemben 25 ml (0,143 mól) P(OC₂H₅)₃-t adtunk hozzá mialatt a hőmérséklet <-65 °C-ra csökkent, majd 1 órán keresztül kevertettük. Az elegyet 105 ml 5t%-os HC1 vizes oldatba öntöttük és 15-20 °C-on 1 órán keresztül kevertettük. A szerves fázist

5t%-os NaCI vizes oldattal (2X250 ml) mostuk, majd vákuumban bepároltuk. A maradékot n-heptánnal eldörzsöltük. A 3-hidroxi-cefém-termék kitermelése 90 %-os volt. ^XH NMR (CDC1₃, 300 MHz):

2,01 (m, 2H); 2,30 (t, 2H); 2,53 (t, 2H); 3,27-3,45 (AB kvartét,

2H, J=17 Hz); 5,01 (d, 1H, J=4,5 Hz); 5,71 (d of d, 1H, J=4,5

Hz, J=8,5 Hz); 6,37 (d, 1H, J=8,5 Hz); 6,89-6,91 (s, 2H);

7,23-7,45 (br. s, 20H); 11,68 (s, 1H).

’C' lépés: Redukció 3-hidroxi-cefámmá:

10,6 g (0,016 mól) ’B' lépésben nyert 3-hidroxi-cefém-terméket, 8,2 ml tömény HOAc-t (jégecet), 90 ml MeOH-t és 180 ml CH₂Cl₂-t kevertünk össze és -55 °C-ra lehűtöttük. 1,84 g (0,049 mól) NaBH₄-t adtunk hozzá és -50 °C-on 20 percig kevertettük. A reakcióelegyet 300 ml CH₂C1₂ és 105 ml 7t%-os NaHCCb vizes oldat elegyébe öntöttük szobahőmérsékleten és 15 percen keresz64.012/BE

-30• · ·· • · · tül kevertettük. A szerves fázist 5t%-os vizes NaCl-lel (2X200 ml) mostuk, majd vákuumban bekoncentráltuk. A amradékot 100 ml toluolból krstályosítottuk 5 °C-on 12 órás kevertetéssel. 6,4 g terméket kaptunk. NMR (DMSO-d₆, 300 MHz) : 1,96 (m, 2H) ; 2,23 (t, 2H) ; 2,48 (t,2H); 2,61-2,98 (ABX AB-je, 2H, J_AB=13,8 Hz,

J_AX=10,0 Hz, J_BX=3,5 Hz); 3,32 (d, 1H, J=7,8 Hz); 4,08 (m, 1H, J=10,0 Hz, J=4,0 Hz); 5,53 (d of d, 1H, J=9,0 Hz, J=4,0 Hz);

6,51 (d, 1H, J=9, 0 Hz); 6, 87-6, 92 (s, 2H) ; 7,2-7,4 (br. s, 20H) .

'D'lépés: Mezilát készítése:

12,Og (0,018 mól) 'C' lépésben nyert terméket, 2,7 ml metánszulfonil-kloridot és 800 ml CH₂Cl₂-ot kevertünk össze, -20 °C-ra lehűtöttük és 320 ml 1,2 t%-os Et₃N CH₂Cl₂-ben készült oldatát adtuk hozzá 20 perc alatt <-20 °C-on. -10 °C-ra felmelegítettük és 1 órán keresztül kevertettük, majd az elegyet 1 1 jegelt 5 t%-os NaCl vizes oldatába öntöttük. A szerves fázist 5 t%-os vizes NaCl oldattal mostuk, majd vákuumban bekoncentráltuk (<35 °C hőmérsékleten). A maradékot MeOH-ból kristályosítottuk.

11,4	g terméket kaptunk.	*H NMR	(CDC1₃, 300	MHz) :	2,00	(m,	2H) ;
2,27	(t, 2H) ; 2,49 (t,	2H); 2,	68 (s, 3H) ;	2,83-3,51	(AB	vagy
ABX,	2H, J_M=13,5 Hz, J_ax=	= 10,5 Hz,	J_bx=3,3 Hz);	5,04	(m,	2H) ;	5,25
(d,	1H, J=4,4 Hz) ; 5, 50	(d of d,	1H, 4,4 Hz,	J=9,0 Hz);	6,55	(d,
1H,	J=9,0 Hz); 6,89-6,95	(s, 2H);	7,2-7,4 (br	. s, 20H).

Έ' lépés: Oldallánc lehasítása:

14,3 g (0,019 mól) '0' lépésben nyert terméket és 1,26 1 CH₂Cl₂-t kevertünk össze és -50 °C-ra hűtöttük. 6,4 ml piridint és 8,3 g PCl₅-öt adtunk hozzá, a hőmérsékletet -10 °C-ra emeltük és 2 órán keresztül kevertettük. Nagyon lassan 135 ml MeOH-t ad64.012/BE ·* · ·

-31tunk hozzá miközben a hőmérséklet <0 °C-ra állt be. 2 órán keresztül kevertettük 0-5 °C-on, majd 1,2 1 vizet adtunk hozzá és a pH=7-re való beállításra telített Na₂CO₃ vizes oldatot adtunk hozzá. A szerves fázist kétszer mostuk 5 t%-os NaCl vizes oldattal, majd 30-35 °C-on vákuumban bekoncentráltuk. iPrOAc-ből kristályosítottuk. 6,7 g terméket kaptunk. ^lH NMR (DMSO-d₆, 300 MHz): 3,05 (s, 3H) ; 3,16-3,23 (ABX AB-je, 2H, J_AQ=13.8 Hz, J_AX=7,2 Hz, J_üx=2,7 Hz); 4,93 (d, 1H, J=4,3 Hz); 5,15 (d, 1H, J=4,3 Hz);

5,20 (d, 1H, J=5,7 Hz); 5,37 (m, 1H, J=5,7 Hz, J=7,2 Hz, J=2,7

Hz); 6,92 (s, 1H) ; 7,3-7,6 (br. s, 10H) ; 9,34 (br. s, 2H) .

'F' lépés: Elimináció:

6.4 g (0,014 mól) Έ' lépésben nyert terméket és 950 ml CH₂Cl₂-t összekeverünk és -55 °C-ra lehűtünk. Lassan 13,7 g dietil-amint adtunk hozzá, mialatt <-50 °C-on tarottuk a hőmérsékletet. -10 °C-ra felemelegítettük és 4-4 órán keresztül kevertettük. A reakcióelegyet 200 ml 10 t%-os H₃PO₄ vizes oldatba öntöttük, a rétegeket elválasztottuk és a szerves fázist egymásután 5 t%-os NaCl vizes oldattal, 10 t%-os vizes NaHCO₃ oldattal és ismét 5 t%-os vizes NaCl oldattal mostuk. Vákuumban bekoncentráltuk, majd a maradékot 50 ml iPrOAc-hoz adva és 15-20 mire bekoncentrálva kristályosítottuk. 4,8 g cím szerinti terméket kaptunk. NMR (CDC1₃, 300 MHz): 1,78 (br. s, 2H) ; 3,41-3,59 (ABX AB-je, 2H, J_ab=19,3 Hz, J_AX=6,4 Hz, J_BX=2,7 Hz); 6,95 (s, 1H) ; 7,2-7,4 (br. s, 10H).

'G' lépés: Alternatív elimináció:

12.4 g (0,017 mól) ’D' lépésben nyert terméket és 1,10 1 CH₂Cl₂-ot üsszekevertünk és -50 °C-ra lehűtöttünk, majd 17,2 ml dietil-amint adtunk hozzá. Az elegyet -10 °C-ra felmelegítettük

64.012/BE • · · ·

-32és 1 órán keresztül kevertettük. A hideg reakcióelegyet 115 t%-os HCl vizes oldatába öntöttük, mialatt a hőmérsékletet <10 ’C-on tartottuk. A szerves fázist 5 t%-os vizes NaCl oldattal mostuk, majd 500 ml vízzel kevertük össze és 7 t%-os vizes NaHCO₃-dal pH=6,5-re állítottuk be. A szerves fázist 5 t%-os vizes NaCl oldattal mostuk, majd vákuumban bekoncentrálva és kristályosítva 8,6 g terméket nyertünk. ^lH NMR (CDC1₃, 300 MHz): 2,03

(m,	2H); 2,27	(t, 2H) ; 2,53 (t, 2H) ; 3,38-3,59	(ABX AB-je, 2H) ;
4,94	(d, 1H);	5,90 (d of d) , 1H) ; 6,14 (d, 1H)	; 6,66 (d o f d,
1H) ;	6,89-6,96	(s, 2H); 7,2-7,5 (br. s, 20H).

Ή' lépés Alternatív oldallánc lehasítás:

13,2 g (0,02 mól) 'G' lépésben nyert terméket és 1,5 1

CH₂Cl₂-t összekevertünk és -50 °C-ra lehűtöttünk, majd 6,6 ml piridint és 8,5 g PC1₅ adtunk hozzá. Nagyon lassan 150 ml MeOH-t adtunk hozzá, mialatt a hőmérsékletet <0 °C-on tartottuk. 2 órán keresztül kevertettük -10 °C-on, majd 300 ml viet adtunk hozzá és <0 °C-on 2 órán keresztül kevertettük. 7 t% NaHCO₃ vizes oldatot adtunk hozzá pH=6,5-re való beállításra. A szerves fázist 5 t% NaCl vizes oldattal mostuk, majd vákuumban bekoncentráltuk. A maradékot iPrOAc-ból kristályosítottuk, így 6,6 g cím szerinti terméket nyertünk.

16. példa:

A 10 g/l 7-glutaril-ACA szulfoxid analógjának 0,5 mol/1 bórsavat tartalmazó, LiOH-dal pH=9,5-re beállított vizes oldatát 5 °C-on, 15 mA/cra² mellett elektrokémiai úton redukáltuk a 4. példában leírtakkal lényegében azonos eljárásokkal. A 3-exometilén-termék kitermelése 95%-os volt. Semmilyen 3-metil-terméket nem észleltünk.

Claims

Szabadalmi igénypontok

1. Eljárás egy (II) vagy (III) általános képletű vegyület előállítására, amely képletben: n értéke 2 vagy 3; R^l jelentése H és R jelentése H vagy NHR², ahol R² jelentése H vagy egy védőcsoport a C6H5CH2OC (0)-, C6H5C(O)- és az Cj-Cg alkoxi-C(O)- csoportok közül; vagy amely képletben R és R¹ azzal a szénatommal együtt, amelyhez azok kapcsolódnak -C(0)- csoportot tartalmaz, azzal jellemezve, hogy egy (IV) általános képletű vegyület — amely képletben R³ jelentése CH3C(O)-; PP adott esetben szulfoxid-csoport; és n értéke, az R és R^l jelentése azonos a fentiekben meghatározottakkal — 10-50 g/l koncentrációjú, 7-10 pH-jú oldatát elektrokémiai úton redukáljuk, 10-40 mA/cm² áramsűrűség mellett, puffer jelenlétében és az oldószer: víz, szerves oldószer vagy víz és vízzel elegyedő szerves additívok keveréke.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrokémiai redukciót (-20)-(20) °C-on végezük.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oldószer víz és az elektrokémiai redukciót 0 °C és 10 °C között végezzük.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrokémiai redukcióval előállított terméket további tisztításnak vetjük alá egy adszorbens gyantát tartalmazó oszlopon végzett kromatográfiával.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrokémiai redukciót egy ioncserélő membránnal elválasztott 2-kamrás cellában hajtjuk végre.

64.012/BE • · ·· * 1

-34·· » ·
6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ioncserélő membrán egy perfluorozott szulfonsav vagy perfluorozott karbonsav ionomer membrán és a membrán a kationokat számára permeábilis, de az anionok szá
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrokémiai redukció során katódként alkalmazott elektród a következők közül valamelyik: titán-, indium-, kadmium-, ólom-, gallium-, cink-, ezüst-, ón-, bizmut-, higany-, platina-, molibdén-, niobium-, tantál-, szén-, réz-, vas- és a nikkel-elektródok vagy ólom/ezüst-ötvözet, réz/higany-ötvözet és az acél közül valamelyik fémötvözetet tartalmazó elektródok.
8. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a katód titán, indium, kadmium, higany, ólom,m gallium, cink, ezüst, ón, dizmut vagy szén, ahol a szén grafit, grafitlemez vagy hálós üvegszerű szén (reticulated vitreous carbon).
9. Az 1-8. igénypont bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrokémiai redukciót 8-9,5 pH-η végezzük és a katód ón-, higany- vagy ólom-elektród valamelyike.
10. Eljárás egy (V) általános képletű vegyület előállítására, amely képletben R⁴ jelentése difenil-metilcsoport és az n értéke, , R és R¹ jelentése a fentiekben meghatározottakkal azonos, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépésekből áll:

(a) a fentiekben meghatározott (IV) általános képletű vegyület — amely képletben R³ jelentése CH₃C(O)-; és , R és R¹jelentése, n értéke a fentiekben meghatározott — elektrokémiai

64.012/BE

-35• · ··· · redukciója a (II) vagy (III) általános képletű vegyületekké — a képletben , R és R¹ jelentése, n értéke a fentiekben meghatározott —, majd az elektrokémiai redukció termékeit kromatográfiásan egy abszorbens gyantán tisztítjuk;

(b) az (a) lépésben képződött vegyület észterezése a (VI) általános képletű vegyületté — amely képletben R4 jelentése difenil-metilcsoport, és n értéke, , R és R¹ jelentése a fentiekben meghatározott —; és (c) a (b) lépésben képződött vegyület ozonizálása.
11. Eljárás egy (VII) általános képletű vegyület — amely képletben R¹ jelentése difenil-metilcsoport — előállítására, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépéseket tartalmazza :

(a) a (IV) általános képletű vegyület — ahol R^J jelentése

CD

CH₃C(O)~; adott esetben szulfoxidcsoport; n értéke 2 vagy 3;

R¹ jelentése H és R jelentése H vagy NHR², ahol R² jelentése H, C₆H₅CH₂OC (0)-, C₆H₅C(O)- vagy C^-Cg alkoxi-C(O)- csoport; vagy amely képletben R és R¹ azzal a szénatommal együtt, amelyhez azok kapcsolódnak —C(0)— csoportot tartalmaz — elektrokémiai redukciója a (II) vagy (III) általános képletű vegyületté — ahol n értéke, W , R és R¹ jelentése a fentiekben meghatározott — majd az elektrokémiai redukció termékeit kromatográfiásan egy abszorbens gyantán tisztítjuk;

(b) az (a) lépésben képződött termék észterezése a (VI) általános képletű vegyületté, amely képletben R4 jelentése difenil-metilcsoport, és n értéke, QO , R és R¹ jelentése a fentiekben meghatározottakkal azonos; és

64.012/BE

Λ

-36(c) a (b) lépésben képződött termék ozonizálása a fentiekben meghatározott (V) általános képletű vegyületté, ahol n értéke, R⁴, R, W , R és R¹ jelentése a fentiekben meghatározottakkal azonos;

(e) a (d) lépés termékét egy P-X általános képletű vegyület — ahol P jelentése egy szulfonil aktiváló-csoport és X jelentése Cl, Br vagy I — reagáltatása egy tercier amin-bázis jelenlétében kialakítva a (IX) általános képletű vegyületet, ahol P jelentése egy szulfonil aktiváló-csoport és n értéke, R⁴, R, , R és R¹jelentése a fentiekben meghatározottakkal azonos; és (f) (i) az (e) lépés termékét egy tercier amin-bázis és egy alkohol vagy diói jelenlétében PCl₅-tel, majd egy dialkil-amin-bázissal kezeljük; vagy (ii) az (e) lépés termékét egy tercier amin-bázis és egy alkohol vagy diói jelenlétében egy dialkil-amin-bázissal, majd PCl₅-tel kezeljük és ahol adott esetben egy (-II) van jelen PCl₃-mal kezeljük a (VII) általános képletű vegyület kialakítására, amely képletben R⁴ jelentése a fentiekben meghatározott.
12. Egy (II) általános képletű vegyület — amely képletben n értéke 2 vagy 3; R¹ jelentése H és R jelentése H vagy NHR², ahol R² jelentése H vagy egy védőcsoport a C₆H₅CH₂OC (0)-, C₆H₅C(O)~ és a C_L-C₆ alkoxi-C(O)- csoportok közül; vagy amely képletben R és R¹azzal a szénatommal együtt, amelyhez azok kapcsolódnak -C (0)csoportot tartalmaz — és azok észterei vagy sói.
13. A 12. igénypont szerinti vegyület, amelyben R¹ és R jelentése H.
14. A 12. igénypont szerinti vegyület, amelyben R és R¹ az64.012/BE *»·* • » »»w · • β zal a szénatommal együtt, amelyhez azok kapcsolódnak -C(0)- csoportot tartalmaz.
15. Egy (III) általános képletű vegyület — amely képletben n értéke 2 vagy 3; R¹ jelentése H és R jelentése H vagy NHR², ahol R² jelentése H vagy egy védőcsoport a C₆H₅CH₂OC (0)-, C₅H₅C(O)és az C^-Cg alkoxi-C(O)- csoportok közül; vagy amely képletben R és R¹ azzal a szénatommal együtt, amelyhez azok kapcsolódnak -C(0)- csoportot tartalmaz — és azok észterei vagy sói.
16. A 15. igénypont szerinti vegyület, amelyben R¹ és R jelentése H.
17. A 15. igénypont szerinti vegyület, amelyben R és R^l azzal a szénatommal együtt, amelyhez azok kapcsolódnak -C(0)- csoportot tartalmaz.
18. A 15. igénypont szerinti (1.2) általános képletű vegyület .