LU82066A1 - 2-penem-verbindungen und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

3 « .-1- 2-Penem-Verbindungen und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft 2-Penemverbindungen der Formel R2 Ή s J—1s, 5 in der R niederes Alkyl, Aminoniederalkyl, Mono- oder Diniederalkylaminoniederalkyl, Acylaminoniederalkyl, Aralkyl, Heteroaralkyl, Hydroxyniederalkyl, Hydroxyar-alkyl, Carboxyniederalkyl oder Alkoxycarbonylniederal-kyl ist, 10 für Wasserstoff, niederes Alkyl, Aralkyl oder eine

Gruppe der Formel RgCHOH- steht, worin Rg Wasserstoff, niederes Alkyl, Aralkyl, Heteroaryl, Heteroaralkyl, Hydroxyaralkyl oder Aryl steht,

Wasserstoff oder Methyl und 15 X Cyan, Tetrazol-5-y1, -C00R3 oder -C0NR4R5 ist, worin R^ Wasserstoff, ein Alkalimetallkation, Phthalidyl oder ein Pivaloyloxymethylrest ist und R^ und R,. unabhängig für Wasserstoff oder niederes Alkyl stehen mit der Maßgabe, daß R^ und R3 beide nicht gleichzeitig Wasser-20 stoff sein können, wenn X eine Gruppe der Formel -COOR^ ist.

- 2 - ί» •ΐ

Die vorstehend genannten niederen Alkylreste enthalten 1 bis 6 C-Atome und sind beispielsweise Methylreste, Äthylreste, Propylreste, Butylreste, Pentylreste, Hexyl-reste und ihre entsprechenden verzweigten Isomeren.

5 Die vorstehend genannten Acylsubstituenten enthalten 2 bis 7 C-Atome und sind beispielsweise Acetyl, Propio-nyl, Butyryl, Valeryl u.dgl. und können gegebenenfalls mit bis zu 3 Chloratomen substituiert sein.

’i» 10 Der hier gebrauchte Ausdruck "Aryl" bezeichnet Phenylreste, die mit niederen Alkylresten, niederen Alkoxy-resten und Halogengruppen substituiert sind, z.B. p-Tolyl, o-Tolyl, m-Tolyl, p-Chlorphenyl, o-Methoxy-phenyl usw.

15 Der hier gebrauchte Ausdruck "Heteroaralkyl" bezeichnet niedere Alkylreste, die mit einem ungesättigten heterocyclischen Rest ("Heteroarylrest") substituiert sind, z.B. 2-Pyridyl, 3-Pyridyl, 4-Pyridyl, Furyl oder Thienyl. Der Heteroarylrest kann gegebenenfalls 1 bis 3 20 niedere Alkylreste als Substituenten enthalten, z.B.

2-Methylpyridyl und 3-Methylthienyl·

Die vorstehend genannten Alkoxyreste können ebenfalls 1 bis 6 C-Atome enthalten. Beispiele der Alkoxyreste 25 sind Methoxy, Äthoxy und Propoxy.

Der Ausdruck "Aralkyl" bezeichnet mit einem oder mehreren Arylresten substituierte niedere Alkylreste, z.B. Benzyl, Phenäthyl und Benzhydryl.

30 Die vorstehend genannten Alkalimetallkationen sind vorzugsweise Kalium und Natrium, können jedoch auch Lithium, Rubidium oder Cäsium sein.

Die Verbindungen der Formel (I) weisen mehrere chirale 35 Zentren auf. Alle isomeren Formen der Verbindungen η - 3 - der Formel I und ihre Gemische fallen unter die Erfindung.

Bezüglich dieser Zentren im Penemkern selbst weisen die 5 bevorzugten Konfigurationen an den 5- und 6-Stellungen die absolute Stereochemie R bzw. S auf. Die an die 5-und 6-Kohlenstoffatome gebundenen beiden Wasserstoffatome stehen somit in trans-Konfiguration zueinander. Die Stereochemie des C-8-Kohlenstoffatoms (wenn R^ für 10 RgCHOH- steht) kann in Abhängigkeit von der genauen Natur des Substituenten Rg entweder R oder S sein. Beispielsweise haben die Verbindungen, in denen Rg ein Methylrest ist, vorzugsweise die 8R-Stereochemie und werden somit als 5R,6S,8R bezeichnet. Die besonders 15 bevorzugte stereochemische Konfiguration für eine 6-(RgCHOH)-Verbindung gemäß der Erfindung wird durch die folgende Formel dargestellt:

H0 TT

T I l/s\/s\ H | | I I c M 1 1 5 Ψ ·* σ' r m H/—*—\x

Die R,S-Nomenklatur kann in Abhängigkeit von der Natur 20 des R^-Substituenten verschieden sein. Wenn der Rest Rg in der Formel I im Cahn-Ingold-Prelog-System eine höhere Rangfolge hat und beispielsweise eine 2-Pyri- . dylgruppe ist, wird eine Verbindung, die die vorstehend dargestellte, besonders bevorzugte stereochemi-25 sehe Konfiguration hat, mit 5R,6S,8S bezeichnet, jedoch hat sie die gleiche relative räumliche Konfiguration bei C-5, C-6 und C-8 wie eine 5R,6S,8R-Verbindung, in der der Rest Rg eine niedrigere Rangfolge hat und beispielsweise der Methylrest ist.

30 Die Verbindungen können als ihre racemischen Gemische hergestellt werden. Beispielsweise wird eine 5R,6S,8R-Verbindung mit ihrem Enantiomeren (Spiegelbild), d.h.

> - 4 - * einer 5S,6R,8S-Verbindung, in gleichen Mengen gebildet, wenn die Ausgangsverbindung ein racemisches Gemisch ist. Die beiden Enanthiomeren können nach üblichen Methoden, beispielsweise durch fraktionierte Kristallisationen 5 von optisch aktiven Salzformen, z.B. der Salze, die von optisch aktiven Aminoverbindungen, z.B. (-)-Brucin oder (+)- und (-)-Ephedrin, abgeleitet sind, getrennt werden. Als Alternative können die Verbindungen in ihren reinen enantiomeren Formen durch Verwendung 10 optisch aktiver Ausgangsmaterialien beim Syntheseprozeß hergestellt werden.

Den Bezeichnungen der absoluten räumlichen Konfiguration liegen Röntgenkristallanalysen zu Grunde.

15 Eine besonders bevorzugte Gruppe von Verbindungen der Formel I umfaßt Verbindungen, in denen R2 für Wasserstoff, X für -COOR^ steht, die Gruppe Rg-CHOH- ist und R, Rg und Rg die vorstehend genannten Bedeutungen haben. Eine besonders bevorzugte Gruppe umfaßt Verbin-20 düngen mit der räumlichen Konfiguration der Formel III, in der X für -C00H oder -COO-Alkalimetal1, R für niederes Alkyl oder Aminoniederalkyl und Rg für Wasserstoff, niederes Alkyl oder Heteroaryl steht. Hiervon werden die Verbindungen, in denen R ein Äthylrest oder 25 Aminoäthylrest und Rg ein Methylrest ist, ganz besonders bevorzugt.

Eine weitere bevorzugte Gruppe von Verbindungen der Formel I umfaßt Verbindungen, in denen X Cyan, Tetrazol-30 5-yl oder -CONR^R^ ist, worin R^ und R^, R^, R2 und R die vorstehend genannten Bedeutungen haben. Eine besonders bevorzugte Gruppe bilden hierbei Verbindungen, in denen Wasserstoff oder die Gruppe RgCHOH-, R2 Wasserstoff, X Tetrazol-5-yl ist und R und Rg 35 die vorstehend genannten Bedeutungen haben.

- 5 -

Die Verbindungen gemäß der Erfindung weisen antibakterielle Aktivität sowohl gegen grampositive als auch gramnegative Bakterien auf. Beispielsweise sind die Verbindungen gemäß der Erfindung bei der Testung in genormten mikrobiologi-5 sehen Bestimmungen wirksam gegen grampositive Mikroorganis-men wie Staphylococcus epidermidis und Bacillus subtilis und gramnegative Mikroorganismen wie E. coli und Salmonella bei Testkonzentrationen von 0,1 bis 100 pg/ml. Sie zeigen darüber hinaus Aktivität gegen diese Mikroorganismen in * 10 Gegenwart von ß-Lactamase, ein Zeichen für Resistenz gegen diese Enzyme, und sind Inhibitoren von ß-Lactamasen. Beispielsweise ist Kalium-(5R,6S,8R)-6-(1-hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem-3-carboxylat wirksam gegen Staphylococcus 76070103 in einer Testkonzentration von weniger als 0,06 pg/ 15 ml und gegen E. coli JR66 in einer Testkonzentration von 0,5 pg/ml. Bei der Testung gegen B. subtilis 1119601 (ein Mikroorganismus, der ß-Lactamase enthält) zeigt diese Verbindung Aktivität bei 0,06 pg/ml.

20 Die Erfindung umfaßt somit Arzneimittelzubereitungen, die eine antibakteriell wirksame Menge einer Penemverbindung der Formel I (speziell die im vorstehenden Absatz genannte Verbindung oder ihr Gemisch mit ihrem Enantiomeren) zusammen mit einem verträglichen, pharmazeutisch unbedenklichen 25 Träger oder Hilfsstoff enthalten, und Arzneiformen insbesondere für die orale Verabreichung.

Eine spezielle Arzneimittelzubereitung enthält das Alkalimetall-(5RS,6RS,8SR)-6-(1-hydroxyäthyl)-2-30 äthylthiopenem-3-carboxylat allein oder in Kombination mit dem entsprechenden (5RS,6SR,8RS)- oder (5R,6S,8R)-Isomeren (vorzugsweise im GewichtsVerhältnis von 20 bis 45/55 bis 80). Diese Arzneimittelzubereitung ist im wesentlichen frei von den anderen Isomeren (5RS,6SR,8SR) 35 und (5RS,6RS,ORS). Hinsichtlich des antibakteriellen Spektrums ergänzen die Isomeren der vorste- . - 6 - « hend genannten Kombination einander in überraschender Weise.

Die verabreichte Dosis der Penemverbindungen gemäß der 5 Erfindung hängt vom Alter und Gewicht der zu behandelnden Tierspezies, der Art der Verabreichung und der Art und Schwere der zu verhütenden oder heilenden Bakterieninfektion ab. Im allgemeinen liegt die verabreichte Tagesdosis im Bereich von 100 bis 5000 mg, wobei 500 bis 10 1000 mg bevorzugt werden.

Für die orale Verabreichung können die Verbindungen gemäß der Erfindung als Tabletten, Kapseln, Elixiere o.dgl. formuliert werden. Sie können auch mit Tierfutter 15 gemischt werden. Sie lassen sich ferner örtlich in Form von sowohl hydrophilen als auch hydrophoben Salben, in Form von Lotionen, die wässrig oder nicht-wässrig sein oder zum Emulsionstyp gehören,können, oder in Form von Cremes anwenden. Die Verbindungen der Formel I können 20 in flüssiger Form, beispielsweise :als Lösungen, Suspensionen u.dgl., für die Anwendung in Ohren und Augen verwendet und auch parenteral durch intramuskuläre Injektion verabreicht werden.

25 Die Verbindungen gemäß der Erfindung werden hergestellt durch Cyclisieren einer Verbindung der Formel

R2 H

v-v „

II

o c ^-=Y

X' in der R, R^ und R2 die vorstehend genannten Bedeutungen haben, wobei etwaige funktionelle Gruppen darin gege-30 benenfalls geschützt sind, X' eine geschützte Tetrazol- 5-ylgruppe, Cyangruppe, eine geschützte Carboxylgruppe, % - 7 - eine geschützte Carbamoylgruppe oder -CONR^R^ ist, worin die Substituenten R4 und R5 die vorstehend genannten Bedeutungen haben und wenigstens einer dieser Reste ein niederer Alkylrest ist, worin Z Schwefel oder Sauerstoff ist, 5 und Y eine an das benachbarte Kohlenstoffatom doppelt gebundene Phosphoniogruppe oder eine Phosphonatgruppe mit einer Einfachbindung an das benachbarte Kohlenstoffatom ist, dessen negative Ladung durch Anwesenheit eines Kations ausgeglichen ist, Trennung - falls er-10 forderlich - eines Gemisches von Diastereoisomeren vor oder nach der Entfernung etwa vorhandener Schutzgruppen und anschließende Behandlung der hierbei erhaltenen Verbindung in einer oder mehreren der folgenden fakultativen Stufen (I) bis (VIII): 15 I) Einführung von Phthalidyl oder Pivaloyloxymethyl in den Substituenten X, II) Acylierung einer Verbindung der Formel I, in der R Aminoniederalkyl ist, III) Transamidierung oder Hydrolyse einer Verbindung 20 der Formel I, in der R Acylaminoniederalkyl ist, IV) Trennung eines Gemisches von Enantiomeren, V) Bildung eines Salzes, VI) Umwandlung der Carboxylgruppe, für die X steht, in eine entsprechende Amidogruppe -CONR^R^, worin und Rg die vorstehend genannten Bedeutun- 25 gen haben, VII) Umwandlung der Carboxylgruppe, für die X steht, in die Cyangruppe und VIII) Umwandlung der Cyan- oder Carbamoylgruppe, für die X steht, in die Tetrazol-5-ylgruppe 30 mit der Maßgabe, daß, wenn in der Formel II X· eine geschützte Carboxylgruppe ist und R^ und R2 beide Wasserstoffatome sind, eine der Stufen (VI) oder (VII) durchgeführt werden muß.

- 8 -

Die Cyclisierung wird im allgemeinen bei einer Temperatur zwischen 30 und 160°C, vorzugsweise bei Rückflußtemperaturen in einem organischen Lösungsmittel wie Benzol, Toluol oder Xylol unter einer inerten Atmosphä-5 re, z.B. Stickstoff oder Argon, durchgeführt. Die Reaktionszeiten variieren im allgemeinen von 12 bis 48 Stunden .

Die Gruppe Y im Ausgangsmaterial der Formel II ist 10 eine für eine Wittig-Reaktion übliche Phosphoniogruppe, insbesondere eine Triaryl-, z.B. Triphenyl- oder Tri-p-methoxypheny1- oder Tri-niederalkyl-, z.B. eine Tri-butyIphosphoniogruppe, oder eine Phosphonatgruppe, z.B. Diphenylphosphonat oder Dimethoxyphosphonat.

15 Die üblichen Schutzgruppen für Aminogruppen, z.B.

Benzyloxycarbonyl, p-Nitrobenzyloxycarbonyl und Benz-hydryloxycarbony1, und die Schutzgruppen für Carboxyl-gruppen, z.B. Benzyl, p-Nitrobenzyl und Benzhydryl, können durch Hydrierung entfernt werden. Gewisse Schutz-20 gruppen für Aminogruppen und Hydroxylgruppen, z.B.

Trichloräthoxycarbonyl, können vor der Schutzgruppe der Carboxylgruppe durch Eliminierung über Zink/Essig-säure in einem geeigneten aprotischen Lösungsmittel, z.B. Tetrahydrofuran, entfernt werden. Besonders be-25 vorzugt wird jedoch die Verwendung der Allylschutzgruppe als Schutzgruppe für die Carboxylgruppe. Besonders bevorzugt wird die Entfernung dieser Gruppe durch Verwendung eines geeigneten aprotischen Lösungsmittels, z.B. Tetrahydrofuran, Diäthyläther oder Methy-30 lenchlorid, mit Kalium- oder Natrium-2-äthylhexanoat oder 2-Äthylhexansäure oder einem Gemisch einer Palladiumverbindung mit Triphenylphosphin als Katalysator. Diese Methode der Entfernung der Schutzgruppe eignet sich besonders gut für die empfindlichen ß-Lactam-35 carboxylate gemäß der Erfindung. Bei Verwendung des - 9 -«

Kalium- oder Natrium-2-äthylhexanoats wird das entsprechende Salz erhalten, während die Verwendung von 2-Äthylhexansäure die freie Carboxylgruppe, Amingruppe oder Hydroxylgruppe ergibt.

5 Die Ausgangsmaterialien der Formel XI können durch eine Reaktionsfolge, die von einer Verbindung der Formel f1 Î /^V/0C'R’ <IV> ausgeht, in der und die für die Formel I genann-10 ten Bedeutungen haben und R? ein Phenylrest oder ein

Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen ist, hergestellt werden. Wenn eine Gruppe der Formel Rg-CHOH- ist, muß der Hydroxylsubstituent vor der Umsetzung mit einer geeigneten Schutzgruppe, z.B. Benzyloxycarbonyl, p-Nitro-15 benzyloxycarbonyl, Benzhydryloxycarbonyl, Allyloxycar-bonyl oder Trichloräthoxycarbonyl, blockiert werden.

Die Verbindung IV wird mit Chlorsulfonylisocyanat umgesetzt und anschließend hydrolytisch nach den Methoden, die in Annalen 1974, 539, und in den DE-PSen 20 1 906 401 und 1 945 549 beschrieben werden, aufgear beitet, wobei das Zwischenprodukt der Formel 0

R. II

(V) J— 0 erhalten wird.

25 Nach einer anderen Methode zur Herstellung des Zwischenprodukts der Formel(V) wird ein 4-Phenyl, 4-Meth-• oxyphenyl oder 4-Vinylacetidinon mit dem gewünschten = - 10 - R^-Substituenten an der 3-Stellung mit Ozon oxydiert, wobei die 4-Carbonsäureverbindung erhalten wird. Die 4-Phenyl- und 4-Methoxyphenylverbindungen können nach dem in Angew.Chem., Internationale Ausgabe, 7 (1968) 172 5 beschriebenen Verfahren hergestellt werden, während die 4-Vinylverbindung nach dem in Canadian J.Chem. 50 (1972) 3196 beschriebenen Verfahren herstellbar ist. Die 4-Carbonsäureverbindung wird dann mit Bleitetraacetat in einem inerten Lösungsmittel behandelt, wobei das 10 gewünschte Zwischenprodukt der Formel (V) erhalten wird.

Bei einem weiteren alternativen Weg zu Zwischenprodukten ähnlich denen der Formel (V), in der für Rg-15 CHOH- steht (Verbindungen der Formel (VII)), wird von 4-Äthylthioacetidin-2-on ausgegangen (herstellbar nach den in Liebigs Ann. Chem. 1974, 539-560, beschriebenen Verfahren). Dieses Ausgangsmaterial wird mit einer geeigneten Schutzgruppe für die Aminogruppe (für die NH-20 Funktion) behandelt, wobei das in 1-Stellung geschützte 4-Äthylthioacetidin-2-on erhalten wird. Bevorzugt als Schutzgruppen werden beispielsweise t-Butyldimethyl-silyl, Triäthylsilyl oder Tetrahydropyranyl, wobei t-Butyldimethylsilyl besonders bevorzugt wird. Im all-25 gemeinen wird die Reaktion in einem organischen Lösungsmittel, z.B. Dichlormethan oder Chloroform, in Gegenwart eines Säureakzeptors durchgeführt. Als Säureakzeptoren eignen sich anorganische oder organische Basen, jedoch werden organische Basen, z.B. Triäthylamin, im 30 allgemeinen bevorzugt. In Abhängigkeit von der Art der Reaktionsteilnehmer liegen die Temperaturen im allgemeinen im Bereich von 0°C bis Raumtemperatur und die Reaktionszeiten im Bereich von 5 bis 60 Minuten.

35 Das 1-geschützte 4-Äthylthioacetidin-2-on wird mit einer starken Base unter Bildung eines Anions an der 3-Stellung behandelt und dann ohne Isolierung mit einem - 11 -

Aldehyd der Formel Rg-CHO, in der Rg die vorstehend genannte Bedeutung hat, zum Zwischenprodukt der Formel (VI) OH ^ f | | sch2ch3 .......... Q «ΛΛΛΛΛΑί .. f ] (VI) 0 R20 5 in der Rg die vorstehend genannte Bedeutung hat und F?2q eine Stickstoff-Schutzgruppe ist, umgesetzt. Als Basen zur Bildung des Anions werden beispielsweise Lithium-di-isopropylamin, Lithium-bis-(trimethylsilyl)amid, n-Butyllithium oder sek.-Butyllithium verwendet. Im 10 allgemeinen wird ein wasserfreies aprotisches Lösungsmittel, z.B. Tetrahydrofuran oder Äthyläther, verwendet. Während der Bildung des Anions werden Temperaturen im Bereich von -80°C bis -60°C bevorzugt. Nach der Zugabe des Aldehyds RgCHO kann das Reaktionsgemisch der Er-15 wärmung auf Raumtemperatur überlassen werden. Durch diese Reaktion wird ein aus 4 Isomeren bestehendes Gemisch erhalten, das ohne Trennung weiterverwendet oder in dieser Stufe gegebenenfalls durch Chromatographie getrennt werden kann.

20 Das Zwischenprodukt der Formel (VI) wird dann mit einem geeigneten Reagens, das die Hydroxylgruppe blockiert, behandelt, wobei das Zwischenprodukt der Formel (VI') erhalten wird:

Rn H H

151 I I >sch2ch3 R6-<j'-" (VI')

H

/?-\ o R2o - 12 -

Hierin haben Rg und R2q die bereits genannten Bedeutungen, und R^g ist eine geeignete Schutzgruppe für die Hydroxylgruppe. Als Schutzgruppen für die Hydroxylgruppe eignen sich beispielsweise 2,2,2-Trichloräthoxycarbo-5 nyl, l,l,l-Trichlor-2-methyl-2-propoxycarbonyl, p-Ni- trobenzyloxycarbonyl oder Allyloxycarbonyl, wobei 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl bevorzugt wird. Die Reaktion wird im allgemeinen in einem organischen Lösungsmittel, z.B. Methylenchlorid, in Gegenwart eines Säure-10 akzeptors, z.B. Triäthylamin, durchgeführt.

Die R20“Stickstoff-Schutzgruppe kann dann nach üblichen Verfahren, die von der jeweiligen Art der verwendeten R20-Stickstoff-Schutzgruppe abhängen, entfernt werden.

15 Hierbei entsteht das Zwischenprodukt der Formel r15° " h I § >sch2ch3 R --' 6 (VII ) /-Λ

0 H

in der Rg und R^g die vorstehend genannten Bedeutungen haben.

20 Durch Behandlung des Zwischenprodukts der Formel (V) mit einer nucleophilen Verbindung der Formel (VIII) oder Behandlung des Zwischenprodukts der Formel (VII) mit Chlor und unmittelbar anschließend mit einer nucleophilen Verbindung der Formel RS-C-S 0 25 " (VIII) und Z z in der R/die für die Formel (I) genannte Bedeutung hat und die geeignete Schutzgruppen für die Aminogruppe, Hydroxylgruppe und/oder Carboxylgruppe enthält, wird die Verbindung der Formel - 13 -

P

R1 ^N\

Il R (ix) J-nh 2 0___ erhalten.

Ein einfach substituiertes Lactam der Formel (V) oder 5 (VII), d.h. ein Lactam, in dem R2 Wasserstoff und kein Wasserstoff ist, ergibt bei der nucleophilen Reaktion überwiegend das trans-Produkt zusammen mit einer geringen Menge des cis-Produkts. Die hergestellten Verbindungen der Formel (IX) haben somit überwie-10 gend die folgende relative Stereochemie: H h

SR

R1 im- X-NH z 0

Die nucleophile Verbindung der Formel (VIII) wird in situ durch Umsetzung von Schwefelkohlenstoff, dem geeigneten Thiol und einer Base, z.B. Kalium- oder Na- -15 triumhydroxid, gebildet. Im allgemeinen erfolgt die

Addition von Chlor hei niedrigen Temperaturen (-30 bis -10°C), jedoch wird die anschließende Umsetzung mit der nucleophilen Verbindung der Formel (VIII.) bei etwas höheren Tempraturen, beispielsweise -10° bis 20 +10°C, durchgeführt. Diese Reaktion ergibt überwiegend die beiden trans-isomeren, z.B. die Verbindungen, die in ihrer relativen Stereochemie am asymmetrischen Kohlenstoffatom, das an die 3-Stellung des Acetidin-2-on-Rings gebunden ist, verschieden sind, Diese beiden 25 Isomeren werden nach üblichen Methoden, z.B. durch Kristallisation und/oder Chromatographie, in dieser Stufe der Reaktionsfolge getrennt.

Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren -14- (VI->VI» VII) die Entfernung der R2Q-Stickstoff-Schutz-gruppe und die Einführung der R^5-Sauerstoff-Schutz-gruppe bis nach der Reaktion mit Chlor und der nucleo-philen Verbindung der Formel (VIII) aufgeschoben wird, 5 entsteht ein Produktgemisch, das nach geeigneter Einführung der R^^-Hydroxyl-Schutzgruppe überwiegend die beiden cis-Isomeren der Formel R15° 1 H H c R6—c **=-^

6 | R

H _K Z

(j \

H

die dann in dieser Stufe der Reaktionsfolge nach üb-10 liehen Methoden, z.B. durch Kristallisation und/oder

Chromatographie getrennt werden, zusammen mit den beiden trans-isomeren enthält.

Die Verbindungen der vorstehenden Formeln werden je-15 weils nach den vorstehend beschriebenen Verfahren in Mischung mit einer gleichen Menge ihrer spiegelbildlichen Enanthiomeren gebildet. Wenn die reinen optisch aktiven Endprodukte gewünscht werden, können die Zwischenprodukte nach üblichen Methoden in ihre optisch 20 aktiven Formen getrennt werden. Als Alternative können optisch aktive Verbindungen der Formel (IX), in der R2 Wasserstoff ist, aus natürlich vorkommenden optisen ' aktiven Penicillinen als Ausgangsmaterialien hergestellt werden. Ein solches besonders bevorzugtes Ver-25 fahren umfaßt a) die Behandlung einer optisch aktiven Verbindung der

Formel Η H

? = >CH3 o ----- ^ γ.

R1 CH 3

J—h—L

COOR^ » 15 - >1 in der ein niederer Alkylrest oder Aralkylrest ist und die vorstehend genannte Bedeutung hat, mit elementarem Chlor, wobei überwiegend die trans-Zwischen-verbindung der Formel

H H

\ *· pi 2 R^njvuui-—Ξ ^ ^ J—„ ch3 Λ CH3 R3° 0 gebildet wird, b) Ozonolyse dieser Verbindung unter Bildung des Zwischenprodukts der Formel Η H \ Ξ _C1 R A*VUW ~ 10

/--N

ο R3° 0 c) und Umsetzung dieser Verbindung mit einer nucleo-philen Verbindung der Formel © « S-C-S-R (VIII) 15 Die erste Stufe (a) dieses Verfahrens wird im allgemeinen in einem geeigneten organischen Lösungsmittel bei Temperaturen von etwa -30° bis 0°C durchgeführt. Besonders gut geeignet als Lösungsmittel sind beispielsweise Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlen-20 stoff, Toluol und Xylol. Vorzugsweise wird auch unter einer Stickstoffatmosphäre gearbeitet. Das elementare Chlor wird im allgemeinen als Lösung mit einer Konzen-

V

- 16 - tration von 0,5 bis 5 M in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, beispielsweise Tetrachlorkohlenstoff, zugesetzt.

5 Die zweite Stufe (b) des vorstehend beschriebenen Verfahrens wird im allgemeinen bei niedrigen Temperaturen, z.B. bei etwa -80 bis -40°C, in einem nicht-polaren organischen Lösungsmittel durchgeführt. Für diese Stufe wird die Verwendung des gleichen Lösungsmittels wie für 10 die Stufe (a) dieses Verfahrens besonders bevorzugt.

Besonders gut geeignet als Lösungsmittel ist Methylenchlorid, jedoch können auch andere Lösungsmittel, z.B. Chloroform oder Xylol, verwendet werden.

15 Die Endstufe (c) des vorstehend beschriebenen Verfahrens kann ohne Isolierung und Reinigung des Zwischenprodukts durchgeführt werden. Diese Reaktion wird im allgemeinen bei Temperaturen von etwa 0° bis 50°C durchgeführt, wobei Raumtemperatur besonders bevorzugt wird.

20

Der Stickstoff des Lactams der Formel (IX) wird dann mit einem Aldehyd X'-CHO umgesetzt, wobei die Verbindung der Formel (X) i2

RfJ- Z (X) J— — ... . X’ in der X' geschütztes Tetrazol-5-yl, z.B. 1-Benzyltet-25 razol-5-yl, Cyan, geschütztes Carboxyl, geschütztes Carbamoyl, z.B. Benzylcarbamoyl, oder -CONR^Rj- ist (worin die vorstehend genannte Bedeutung hat und wenigstens einer der Reste ein niedrer Alkylrest isti, gebildet wird. Die Schutzgruppe der Carboxylgruppe kann 30 eine beliebige geeignete Gruppe, z.B. p-Nitrobenzyl,

Benzyl, Allyl oder Benzhydryl, sein. Bei einer besonders - 17 - bevorzugten Ausführungsform ist diese Schutzgruppe eine Allylgruppe, so daß die Möglichkeit besteht, unter neutralen Bedingungen zu arbeiten, wenn sie am Ende der Reaktionsfolge entfernt wird.

5 Diese Reaktion wird im allgemeinen vorzugsweise bei Rückflußtemperaturen in einem nicht-polaren aprotischen Lösungsmittel, z.B. Tetrahydrofuran oder Benzol, durchgeführt. Reaktionszeiten von 2 bis 10 Stunden sind im allgemeinen typisch.

10 Die Verbindung der Formel (X) wird dann mit einem Chlo-rierungs- oder Bromierungsmittel, z.B. Thionylchlorid, Methansulfonylchlorid, Thionylbromid oder Phosphortri-bromid, in Gegenwart eines Äquivalents eines Säureakzeptors, z.B. Pyridin oder Triäthylamin, behandelt, wodurch 15 die Hydroxylgruppe in oc-Stellung zum Ringstickstoff ersetzt wird.

Als Lösungsmittel eignen sich beispielsweise Methylenchlorid, Tetrahydrofuran oder Benzol. Temperaturen von 20 etwa 0° bis 20°C und Reaktionszeiten von 10 bis 60 Minuten werden im allgemeinen bevorzugt.

Dieses Chlorid oder Bromid wird dann mit einem geeigneten Phosphin, z.B. Tri-p-methoxyphenylphosphin, Tributyl-25 phosphin oder dem besonders bevorzugten Triphenylphosphin umgesetzt, wobei die Verbindung der Formel (II) erhalten wird.

Die Reaktion wird im allgemeinen bei Raumtemperatur in 30 einem polaren aprotischen Lösungsmittel, z.B. Hexamethyl-phosphoramid oder Dimethylformamid, durchgeführt. Die Reaktionszeiten variieren im allgemeinen von etwa 12 bis 48 Stunden.

35 Die Umwandlungen der Verbindungen (IX) in die Verbindung « - 18 - (II) erfolgen im allgemeinen nach den Verfahren, die von Woodward et al in Helv*Chim.Acta. 55 (1972) 408-423 beschrieben werden.

5 Als Alternative wird bei diesem Syntheseverfahren bei

Verwendung von Trimethoxyphosphin oder Natriumdiphenyl-phosphinat an Stelle von beispielsweise Triphenylphosphin das entsprechende Dimethoxyphosphonat oder Diphenyl— phosphonat erhalten. Durch Behandlung dieses Phospho-10 nats mit einer Base, z.B. Natriumhydrid, in einem polaren Lösungsmittel (Dimethylformamid) wird ein nicht isoliertes Zwischenprodukt der Struktur *2

Ι^λλλλλ —--' R

Z

J-Nv Θ JfcO(OCH-), 0 loder

Na I P0Pho X' L 2 die ebenfalls unter die Formel (II) fällt, erhalten.

15

Die Verbindungen der Formel (I) in der eine Phtna-lidyl- oder Pivaloyloxymethylgruppe ist, werden durch Umsetzung der entsprechenden Verbindung, in der ein Alkalimetallkation ist, mit Chlorphthalid oder Pivaloyl-20 oxymethylchlorid in einem Lösungsmittel, z.B. Dimethylformamid, hergestellt. Vorzugsweise wird eine katalytische Menge Natriumjodid zugesetzt.

Es ist zwar möglich, Verbindungen der Formel (I), in der 25 X eine Cyangruppe, eine Tetrazol-5-ylgruppe oder Amidgruppe ist, durch Verwendung des entsprechend substituierten Ausgangsmaterials der Formel (II) (wie vorstehend beschrieben) herzustellen, jedoch ist es auch möglich, die Carboxylgruppe, für die X in einer Verbindung der 30 Formel (I) steht, in eine Amidgruppe, eine Cyangruppe oder eine Tetrazol-5-ylgruppe umzuwandeln, nachdem die - 19 -

Hauptreaktion stattgefunden hat. Die Herstellung der Amide erfolgt nach bekannten Verfahren, beispielsweise durch Umsetzung der Penem-3-carbonsäure mit Äthylchlor-formiat oder Isobutylchlorformiat in Gegenwart eines 5 tertiären Amins, z.B. Triäthylamin. Das erhaltene Produkt wird ohne Isolierung mit dem gewünschten Amin oder wässrigem Ammoniak weiter umgesetzt. Im letzteren Fall kann das gebildete Carboxamid nach dem in der US-PS 4 136 096 beschriebenen Verfahren beispielsweise mit 10 p-Toluolsulfonylchlorid in Pyridin weiter umgesetzt werden, wobei die entsprechende Cyanverbindung, d.h. die Verbindung der Formel (I), in der X eine Cyangruppe ist, erhalten wird.

15 Verbindungen der Formel (I), in der X die Tetrazol-5-ylgruppe ist, können aus der entsprechenden Amid- oder Cyanverbindung hergestellt werden. Bei Verwendung der Cyanverbindung wird die Reaktion bevorzugt mit einem Alkalimetallazid in Gegenwart einer Lewis-Säure, z.B.

20 Aluminiumtrichlorid, in Tetrahydrofuran durchgeführt.

Im allgemeinen kann nach dem Verfahren der US-PS 4 136 096 gearbeitet werden. Als Alternative wird durch Verwendung eines Penem-3-carboxamids mit einer N-Schutz-gruppe, z.B. Penem-3-N-benzylcarboxamid, zuerst ein 25 Iminochlorid durch Umsetzung mit Phosphorpentachlorid in Gegenwart einer schwachen tertiären organischen Base, z.B. Pyridin, hergestellt, und das Iminochlorid wird dann ohne Isolierung mit einem Azid weiter umgesetzt, wobei die N-geschützte Penem-3-tetrazol-5-ylverbindung 30 erhalten wird, die nach Entfernung der Schutzgruppe, beispielsweise durch Hydrierung nach bekannten Verfahren (J.Org.Chem. 18 (1953) 1283, die gewünschte Verbindung der Formel (I) ergibt, in der X eine Tetrazol-5-yl-gruppe ist. Bei der vorstehend beschriebenen Reaktion 35 können auch andere N-Schutzgruppen, z.B. p-Nitrobenzyl oder Trichloräthyl, verwendet werden.

- 20 -

Als Verbindungen, die nach denn Verfahren gemäß der Erfindung und gemäß den folgenden "Herstellungen" und Beispielen herstellbar sind, werden die folgenden repräsentativen Verbindungen gemäß der Erfindung im Falle 5 der Herstellung aus razemischen Ausgangsmaterialien jeweils zusammen mit ihrem Enanthiomeren und im Falle der Herstellung aus chiralen Zwischenprodukten allein genannt. Hierbei werden die besonders bevorzugten stereochemischen Isomeren angegeben.

10

Kalium-(5R,6S,8R)-6-(1-hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem- 3-carboxylat,

Kalium ( 5R, 6S ,8R )-6-( 1-hyd.roxyäthyl )-2-methy Ith iopenem- 3-carboxylat 15 Kalium-(5R,6S,8R)-6-(1-hydroxyäthyl)-2-benzy1thiopenem- 3-carboxylat,

Kalium-(5R,6S,8R)-6-(1-hydroxyäthyl)-2-p-methyIbenzyl-thiopenem-3-carboxylat,

Kalium-( 5R,6S ,8R )-6-( 1-hy droxyä thy 1)-2-( 3-pyridyl)-me thy ΙΣΟ thiopenem-3-carboxylat,

Natrium-(5R,6S,8R)-6-(1-hydroxyäthyl)-2-(2-acetylamino-äthy1)-thiopenem-3-carboxylat,

Natrium-(5R,6S,8R)-6-(1-hydroxyäthyl)-2-(p-hydroxyben-zyl)thiopenem-3-carboxylat, 25 (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthy1)-2-(2-aminoäthy1thio)- penem-3-carbonsäure, (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthy1)-2-(2-hydroxyäthy1thio)-penem-3-carbonsäure, (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthy1)-2-(2-carboxyäthy1thio)-30 penem-3-carbonsäure, (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthyl)-2-(methoxycarbonyläthyl-thio)penem-3-carbonsäure, (5R,6S,8S)-6-(1-Hydroxyäthy1)-2-(2-aminoäthylthio)-penem-3-carbonsäure, 35 (5R,6S,8S)-6-(α-Hydroxybenzy1)-2-(2-aminoäthylthio)- penem-3-carbonsäure, - 21 - (5R,6S,8r)-6-(1-Hydroxyäthy1)-2-(2-dimethylaminoäthy1-thio)penem-3-carbonsäure, (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyâthyl)-2-(2-methylaminoäthy1-thio)penem-3-carbonsäure, 5 Kalium-(5R,6S,8S)-6-(α-hydroxybenzyl)-2-methy1thio- penem-3-carboxylat,

Kalium-(5R,6S,8S)-6-/1-hydroxy-l-(3-pyridy1)methy1/-2-methylthiopenem-3-carboxylat,

Kalium-(5R,6S,8S)-6-oc-hydroxy-p-hydroxybenzy 1)-2-methyΙ-ΙΟ thiopenem-3-carboxylat,

Kalium-(5R,6S,8R)-6-(a-hydroxyphenathyl)-2-methylthio-penem-3-carboxylat,

Kalium-(5R,6S,8S)-6-(α-hydroxy-p-methylbenzy1)-2-äthy1-thiopenem-3-carboxylat, 15 (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthyl)-2-(1-propylthio)penem-3- carbonsäure, (5R,6S,8S)-6-(α-Hydroxybenzy1)-2-(1-propy1thio)penem- 3-carbonsâure, (5R,6S,8S) -6-/’l-Hydroxy-l-( 2-thienyl ) methyl,7-2-âthyl-20 thiopenem-3-carbonsäure,

Kalium-(5R,6S)-6-(1-hydroxymethyl)-2-âthylthiopenem-3-carboxylat,

Kalium-(5R,6R)-6-(1-hydroxymethyl)-2-äthy1thiopenem-3-carboxylat, 25 Kalium-(5R,6S)-6-methyl-6-(1-hydroxyäthy1)-2-äthy1thio- penem-3—carboxylat, (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthyl)-2-äthy1thiopenem-3-carb-oxamid, (5R,6S,8R)-6-(1-hydroxyäthyl)-2-âthylthio-3-dimethyl-30 aminocarbonylpenem, (5R,6S)-2-Methylthiopenem-3-carbonitril, (5R,6S)-2-Athylthiopenem-3-carbonitril, (5R,6S)-2-(2-Aminoäthy1thio)penem-3-carbonitril, (5R,6S)-2-Methylthio-3-(5-tetrazolyl)penem, 35 (5R,6S)-2-Âthylthio-3-(5-tetrazolyl)penem, (5R,6S)-2-(2-Aminoâthylthio)-3-(5-tetrazolyl)penem, (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthy1)-2-methy1thiopenem-3-carbo-nitril, - 22 - (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem-3-carbo-nitril, (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthyl)-2-(2-aminoäthylthio)-penem-3-carbonitril, 5 (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthyl)-2-methylthio-3-(5-tetra- zolyDpenem, (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthyl)-2-äthylthio-3-(5-tetra-zolyl)penem und (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthyl)-2-(2-aminoäthylthio)-3-10 (5-tetrazolyl)penem.

Die Erfindung wird durch die folgenden "Herstellungen·· und Beispiele weiter erläutert. Im Rahmen dieser Herstellungen und Beispiele bezeichnen "NMR'· kernmagne-15 tische Resonanzspektren, "Drehung" die optische Drehung der Verbindungen in einem geeigneten Lösungsmittel, "MS" Massenspektren, "UV" Ultraviolettspektren und "IR" Infrarotspektren. Die Chromatographie wurde an Kieselgel durchgeführt, falls nicht anders angegeben.

20

Herstellung A

I) 4-Äthylthioazetidin-2-on 24 g Kaliumhydroxid werden in 50 ml Wasser und 300 ml Äthanol gelöst, auf 0° bis 5°C gekühlt und mit 24 g 25 Äthanthiol und anschließend mit 43 g 4-Acetoxyazetidin- 2-on versetzt. Die Lösung wird 20 Stunden unter Stickstoff bei Raumtemperatur gerührt, dann zu 1 1 10%iger wässriger Natriumchloridlösung gegeben und viermal mit je 300 ml Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten Ex-30 trakte werden zweimal mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen. Die vereinigten Waschflüssigkeiten werden mit einem gleichen Volumen Dichlormethan rückextrahiert und die vereinigten organischen Schichten über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. 35 Der Rückstand wird unter hohem Vakuum bis zur Gewichtskonstanz getrocknet, wobei die gewünschte Verbindung als braunes ül mit folgendem Infrarotspektrum erhalten wird: - 23 - Ό (CH0C1_-Lösung) bei 3300: 1765 cm"” .

II) l-(t-Butyldimethylsilyl)-4-äthylthioazetidin-2-on Eine Lösung von 43 g 4-Äthylthioazetidin-2-on und 55 ml 5 Triäthylamin in 300 ml Dichlormethan wird bei 0° bis 5°C gerührt. Der Lösung werden 58 g t-Butyl(chlor) — dimethylsilan portionsweise innerhalb von 5 Minuten zugesetzt. Die Lösung wird dann 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Das Gemisch wird mit je 10 200 ml 0,2N—Salzsäure* Wasser und Natriumbicarbonat- lösung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird unter hohem Vakuum destilliert, wobei ein geringer Vorlauf (z.B. 60-70°C/0,133 mbar) und anschließend die gewünschte Verbindung vom Siedepunkt 15 110-120°C/0,133 mbar als.fast farbloses Öl mit dem folgenden Infrarotspektrum erhalten wird: p (Film) bei 1755 cm“ .

III) 1—(t-Butyldimethylsilyl)-3-(1-hydroxyäthy1)-4- 20 _äthylthioazetidin-2-on_

Eine Lösung von Lithium-di-isopropylamid wird hergestellt, indem 1,6 M Lithiumbutyl in 6,7 ml Hexan zu 1,01 g Diisopropylamin in 5 ml Tetrahydrofuran unter Argon bei 0°C gegeben werden. Die erhaltene Lösung wird 25 langsam zu einer Lösung von 2,45 g l-(t-Butyldimethylsilyl )-4-äthylthioazetidin—2-on in 10 ml trockenem Tetrahydrofuran bei -70° bis -80°C gegeben. Nach 5 Minuten wird 1 ml frisch destillierter Acetaldehyd zugesetzt, das Gemisch innerhalb von 30 Minuten auf 0°C 30 erwärmt und die Reaktion durch Zugabe von 1 ml Essigsäure abgebrochen. Nach Zugabe von 50 ml Dichlormethan wird die Lösung mit Wasser und Natriumbicarbonat gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird unter hohem Vakuum getrocknet, wobei 2,30 g eines 35 gelben Öls erhalten werden, das hauptsächlich aus den vier Isomeren der gewünschten Verbindung mit dem folgenden Infrarotspektrum erhalten werden: %ax - 24 - bei 3300 und 1755 cm

Durch Chromatographie an Kieselgel, wobei mit 10%igem Äther in Dichlormethan eluiert wurde, trat teilweise 5 Trennung ein, wobei Fraktionen, die reine Proben der am wenigsten polaren Komponente (ein cis-Isomeres) und der beiden stärker polaren Komponenten (der beiden trans-Tsomeren) enthielten, erhalten wurden. Eine der letztgenannten Komponenten konnte aus Äther-Hexan um-10 kristallisiert werden. Schmelzpunkt 52-53°C.

IV) l-(t-Butyldimethylsilyl)-3-(l-trichloräthoxycarbo- nyloxyäthyl)-4-äthylthioazetidin-2-on_

Eine Lösung von 7,65 g 1-(t-Butyldimethylsilyl)-3-(1-15 hydroxyäthyl)-4-äthylthioazetidin-2-on (hauptsächlich trans-isomere) und 4,75 ml Pyridin in 100 ml Dichlormethan wird bei 0 bis 5°C gerührt, wobei 6,15 g Tri-chloräthylchlorformiat tropfenweise zugesetzt werden.

Die Lösung wird während einer Stunde gerührt, bis sie 20 Raumtemperatur erreicht. Sie wird mit 1N-Schwefelsäure und Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft, wobei 11,6 g der gewünschten Verbindung in Form eines blaßgelben Öls erhalten werden, das ohne weitere Reinigung in der nächsten Stufe verwendet werden kann. Eine bei 25 -20°C teilweise erstarrte Probe ergab nach zwei Umkri stallisationen aus Hexan ein reines Isomeres vom Schmelzpunkt 92-93°C mit dem folgenden Infrarotspektrum: v ΓϊΐαΧ (CH2C12) bei 1760: 1745 cm"1.

30 V) 3-(1-Trichloräthoxycarbonyloxyäthyl)-4-äthylthioaze- tidin-2-on_ 11,55 g l-(t-Butyldimethylsilyl)-3-(1-trichloräthoxy-carbonyloxyäthyl)-4-äthylthioazetidin~2-on in 160 ml Tetrahydrofuran wird mit 20 ml Wasser und 20 ml konzen-35 trierter Salzsäure 2,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, dann durch Zusatz von 250 ml Dichlormethan isoliert und anschließend zweimal mit je 150 ml 10%igem - 25 - wässrigem Natriumchlorid gewaschen. Die organische Phase wird dann getrocknet und eingedampft, wobei 6.5 g der gewünschten Verbindung als gelbes Öl mit dem folgenden IR-Spektrum erhalten werden: π (Film) ^ ΓΠαΧ 5 bei 3400, 1770, 1750 cm”-1.

VI) Äthyl-/lrans-3-(1-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl)-_2-azetidinon-4-yl7trithiocarbonat_ 6.5 g des in der vorherigen Stufe erhaltenen Produkts werden in 100 ml Dichlormethan bei -20°C gerührt, wobei 10 19,4 ml einer 0,96-molaren Lösung von Chlor in Tetra chlorkohlenstoff zugesetzt werden. Die erhaltene Lösung wird bei 0° bis 5°C unter schnellem Rühren einer aus 4,2 ml Äthanthiol in 50 ml Äthanol hergestellten Tri-thiocarbonatlösung zugesetzt, während 56 ml 1-molares '15 wässriges Kaliumhydroxid und anschließend 15 ml Schwefelkohlenstoff zugesetzt werden. Nachdem das Gemisch 15 Minuten bei 0° bis 5°C gerührt worden ist, wird Dichlormethan im Überschuß zugesetzt und die Lösung mit Wasser und wässrigem Natriumbicarbonat gewaschen, ge-20 trocknet und eingedampft.

Das erhaltene Gemisch wird an 100 g Kieselgel chromato-graphiert, wobei zuerst mit 10% Dichlormethan in Hexan zur Entfernung des Nebenprodukts /CH2CH2S-S-CS-SCH2CH2, (Di-äthyltetrathiopercarbonat), eines gelben nicht-polaren 25 01s7 und dann mit Dichlormethan eluiert wird, wobei die ge wünschte Verbindung als Gemisch der Isomeren im Verhältnis von etwa 1,3:1 erhalten wird, in dem das im größeren Anteil vorhandene Isomere bei der Dünnschichtchromatographie in 5% Äther:Dichlormethan die geringere Polarität hat.

30 Das im größeren Anteil vorliegende Isomere wird aus dem Gemisch unter Verwendung von Äther-Hexan-Gemischen kristallisiert, wobei in drei Teilausbeuten ein Produkt erhalten wird, das einen Schmelzpunkt von 92-93°C und das folgende Infrarotspektrum hat: v (CH0C10) bei 3350, 1770 ^ mcix c. £ 35 und 1745 cm~ (gelbe Nadeln). Das Röntgenbeugungsbild - 26 - zeigt, daß dieses Isomere das 3S,4R,5R-Isomere ist.

Durch Chromatographie der endgültigen Mutterlaugen an Kieselgel unter Verwendung eines Dichlormethan-Hexan-Gemi-sches (3:1) werden zusätzliche Mengen des im größeren An-5 teil vorliegenden Isomeren und des im kleineren Anteil vorliegenden Isomeren in ziemlich hoher Reinheit erhalten.

Das letztgenannte Isomere wird mit einiger Schwierigkeit aus Äther-Hexan in Form von gelben Prismen vom Schmelzpunkt 64 - 67°C kristallisiert.

Herstellung B

I) Äthyl-/~l-t-butyldimethylsily 1-3-( 1-hydroxyäthyl)-2-azetidinon—4—yl_7trithiocarbonat (Isoitierengemisch) 15,0 g l-t-Butyldimethylsilyl-3-(1-hydroxyäthyl)-4-äthyl-thio-2-azetidinon (in Stufe (III von Herstellung A" her-15 gestelltes Isomerengemisch) werden in 200 ml Dichlormethan gelöst. Die Lösung wird bei -20°C gerührt, während Chlor in Tetrachlorkohlenstoff (53 ml 1,05-molare Lösung) zugesetzt wird.

Eine Thiocarbonatlösung wird aus 8,9 g Kaliumhydroxid in 20 30 ml Wasser und 300 ml Äthanol unter Zugabe von 12 ml Äthanthiol und anschließend 40 ml Schwefelkohlenstoff hergestellt. Diese Lösung wird bei 0° bis 5°C gerührt und mit dem vorstehend genannten Chlorierungsgemisch versetzt. Nach 30 Minuten bei 0° bis 5°C wird das Gemisch mit Dichlorme-25 than extrahiert, mit Wasser und wässrigem Natriumbicarbonat gewaschen, getrocknet (MgSO^) und eingedampft.

Das erhaltene Öl wird in Tetrachlorkohlenstoff gelöst und an 300 g Kieselgel chromatographiert, wobei zur Entfernung des Nebenprodukts (CH2CH2S-S-CS-S-CH2CH2) schnell mit 30 Tetrachlorkohlenstoff und anschließend mit 20% Äther-Tetrachlorkohlenstoff eluiert wird und 15 g der gewünschten Verbindung als Isomerengemisch in Form eines gelben Öls erhalten werden. Aus dem PMR-Spektrum wird das cis/trans-Ver-haltnis mit etwa 2:1 bestimmt.

- 27 - II) Äthyl/ri-butyldimethylsilyl-3-( 1-trichloräthoxycarbo-nyloxyäthyl)-2-azetidinon-4-yl7trithiocarbonat 15,0 g Äthyl/l-t-butyldimethylsilyl-S-(1-hydroxyäthyl)-2-azetidinon-4-yl_/tri thiocarbonat und 4,3 ml Pyridin werden 5 in 50 ml Dichlormethan bei 0° bis 5°C gerührt, während 7,4 ml Trichloräthylchlorformiat zugetropft werden. Das Gemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, dann mit Dichlormethan verdünnt, mit 0,2N-Schwefelsäure, Wasser und Natriumbicarbonat gewaschen. Nach dem Trocknen über wasser-10 freiem Magnesiumsulfat wird eingedampft, wobei ein Gemisch erhalten wird. Dieses Gemisch wird dann durch Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) an Kieselgel unter Verwendung von Hexan-Dichlormethan-Gemischen als Elutionslösungsmittel getrennt. Die erste eluierte Komponente ist ein 15 trans-isomeres (bestimmt durch kernmagnetische Resonanz), das in Form eines Öls erhalten wird. Durch Hydrolyse wird hieraus das desilylierte Thiocarbonat vom Schmelzpunkt 92 bis 93°C entsprechend dem Hauptisomeren der gewünschten Verbindung der "Herstellung A", Stufe (VI), erhalten. Die 20 zweite eluierte Komponente ist ein cis-lsomeres der gewünschten Verbindung dieses Beispiels und fällt als gelbes Öl an.

pmax 1750 cm . Die dritte eluierte Komponente ist das zweite cis-Isomere der gewünschten Verbindung und fällt als wachsartiger gelber Feststoff vom Schmelzpunkt 80-85°C 25 an. Die letzte Komponente ist das verbleibende trans-Iso-mere der gewünschten Verbindung und wird als gelbes öl erhalten, das durch Hydrolyse das desilylierte trans-Thio-carbonat ergibt, das bei 64 - 67°C schmilzt und dem unbedeutenderen Isomeren der "Herstellung A", Stufe VI, ent-30 spricht.

III ) cis-Äthyl/~3-(l-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl )-2-azeti- dinon-4-yl/trithiocarbonat (zwei Isomere)_

I) Isomeres I

Das erste eluierte cis-N-Silylisomere aus der Stufe (II) 35 wird hydrolysiert, indem es in Tetrahydrofuran:Wasser: konzentrierte Salzsäure (Volumenverhältnis 20:1:1) bei - 28 -

Raumtemperatur gerührt wird, bis die Dünnschichtchromatographie anzeigt, daß die Reaktion vollendet ist. Das Gemisch wird in Äther:Wasser extrahiert und die organische Phase getrocknet und eingedampft. Der Rückstand 5 wird aus Äther:Hexan kristallisiert, wobei gelbe Nadeln vom Schmelzpunkt 108-111°C erhalten werden.

II) Isomeres II

In der gleichen Arbeitsweise wird ausgehend vom zweiten 10 eluierten cis-N-Silylisomeren der Stufe (II) das entsprechende Thiocarbonat aus Äther:Hexan in Form von gelben Nadeln vom Schmelzpunkt 118 bis 120°C erhalten.

Herstellung C

15 ( 3S , 4R, 5R) -Äthyl-/~3 ( 1-trichloräthoxycarbonyloxyäthy1-2- azetidinon-4-y17trithiocarbonat A. Zu einer Lösung von 100 g 6-ß-Aminopenicillansäure in 1200 ml 2,5N-Schwefelsäure werden 150 g Natriumbromid gegeben. Der Lösung werden bei 0°C unter Rühren 20 gleichzeitig 40 g Natriumnitrit in 150 ml Wasser und 40 ml Brom zugesetzt. Die Zugabe ist in 10 Minuten beendet. Während dieser Zeit wird die Temperatur bei 0° bis 5°C gehalten. Das Gemisch wird dann 1 Stunde schnell gerührt und dann filtriert. Der Filterkuchen wird mit 25 Wasser gewaschen und in 600 ml Äthylacetat aufgenommen. Die Äthylacetatlösung wird mit Wasser, kalter verdünnter Natriumbisulfitlösung und dann erneut mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen über wasserfreiem Natriumsulfat wird das Lösungsmittel unter vermindertem Druck 30 entfernt, wobei 67 g 6,6-Dibrompenicillansäure und 6ß-Brompenicillansäure im Verhältnis von 85:15 (gemäß NMR-Spektrum) erhalten werden.

— "1 — ”1 IR: 1728 cm und 1800 cm (Chloroformlösung) NMR: 5 = 5.7, 1H, s; δ =4.5, 1H, s; δ = 1.55-1.67, 35 6H (CDC13).

B. Zu einer Lösung von 67 g 6,6-Dibrompenicillansäure und 6ß-Brompenicillansäure im Verhältnis von 85:15 in 500 ml Dimethylformamid werden bei 0UC 37,3 g feinge- - 29 - mahlenes Kaliumcarbonat gegeben. Die Lösung wird 5 bis 10 Minuten gerührt und mit 38,3 g-Methyljodid versetzt. Das Reaktionsgemisch wird dann 2 Stunden gerührt und hierbei der Erwärmung auf Raumtemperatur überlassen. Es 5 wird dann der Dünnschichtchromatographie unterworfen, wobei mit Methylenchlorid eluiert wird. Nach beendeter Chromatographie wird das Reaktionsgemisch dekantiert und das Lösungsmittel unter hohem Vakuum entfernt, wobei 100 ml Lösung Zurückbleiben. Die Lösung wird mit 600 ml 10 Äthylacetat versetzt, dann mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingeengt, wobei 63 g roher Methylester erhalten werden. Anschließend werden 48 g reines Methyl- 6,6-dibrompenicillanat aus diesem rohen Produkt durch 15 Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie isoliert, wobei mit Methylenchlorid eluiert wird.

NMR: 6 = 5.7, 1H, s; 5 = 4.48, 1H, s; 5 = 3.73, 3H, s; δ = 1.42, 3H, s; δ = 1.59, 3H, s (CDClj).

20 C. Zu einer Lösung von 13,7 g Methyl-6,6-dibrompeni- cillanat in 250 ml trockenem Tetrahydrofuran werden bei -78°C unter Stickstoff 14,7 ml 3-molares Methylmagnesiumbromid in Äthyläther gegeben. Das Gemisch wird 30 Minuten bei -78°C gerührt und dann mit 8 g frisch destillier-25 tem Acetaldehyd versetzt, worauf weitere 45 Minuten gerührt wird. Das Reaktionsgemisch wird auf -20°C erwärmt und zu diesem Zeitpunkt mit 50 ml 1-molarem einbasischem Kaliumphosphat versetzt, worauf weitere 5 Minuten gerührt wird. Das Reaktionsgemisch wird dann in 1 1 kal-30 tes Äthylacetat gegossen und einmal mit 150 ml Solelösung und zweimal mit 150 ml Wasser gewaschen. Die Äthylacetatschicht wird abgetrennt, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft. Die Produkte, Methyl-6a-brom-6ß-(1-hydroxy-35 äthyl)penicillanat und Methyl-6-ß-brom-6a-(1-hydroxy-äthyl)penicillanat, werden durch Dünnschichtchromatographie an Kieselgel und Elution mit 10% Äthylacetat/ - 30 -

Chloroform nachgewiesen.

D. Zu einer Lösung von 8,0 g Methyl-6-brom-6-(l-hydroxy-äthyl)penicillanat in 200 ml 95%igem Äthanol werden 800 mg 10% Palladium auf Calciumcarbonat gegeben. Die 5 Lösung wird 5 Stunden unter einem Wasserstoffdruck von 2 bar geschüttelt. Nachdem das Ausgangsmaterial verschwunden ist, wird die Lösung der Dünnschichtchromatographie unterworfen, wobei mit 20% Äthylacetat/Chloro-form eluiert wird. Der Katalysator wird abfiltriert, 10 worauf 100 ml 1-molarer Kaliumphosphatpuffer bei pH 7 zugesetzt werden. Die gebildete Fällung wird abfiltriert und mit Äthanol gewaschen. Das Äthanol wird unter vermindertem Druck entfernt, worauf 200 ml Äthylacetat zugesetzt werden. Nach zweimaliger Wäsche mit 15 je 50 ml Wasser und Trocknen über wasserfreiem Natriumsulfat wird das Äthylacetat unter vermindertem Druck entfernt, wobei ein rohes Gemisch von Methyl-6-(l-hydroxyäthyl)penicillanat erhalten wird. Durch Säulenchromatographie von 18 g dieses Gemisches unter Ver-20 wendung von 20%igem Äthylacetat als Elutionsmittel werden 6,4 g Methyl-(5R,6S,8R)-6-(l-hydroxyäthyl)-penicillanat erhalten.

NMR: δ = 2.4-2.7, 1H, d; δ = 4.41, 1H, s; δ = 3.74, 3H, s; ö = 3.2-3.33, 1H; 25 δ = 1.25-1.35, 3H, d; δ = 1.44, 3H, s; 5 = 1.61, 3H, s (CDC13).

E. Zu einer Lösung von 6,2 g Methyl-(5R,6S,8R)-6-(l-hydroxyäthyl)penicillanat in 60 ml trockenem Methylen-30 chlorid werden bei 0°C unter Stickstoff 3,8 ml Pyridin und dann 3,3 ml β,β,β-Trichloräthylchloroformiat gegeben. Das Reaktionsgemisch wird 15 Minuten gerührt, bis das gesamte Ausgangsmaterial ausreagiert hat (bestimmt durch Dünnschichtchromatographie mit 20% Äthyl-35 acetat/Chloroform). Die Lösung wird in 250 ml kaltes - 31 -

Methylenchlorid gegossen und zweimal mit kalter 10%iger Phosphorsäurelösung, einmal mit kaltem verdünntem Na-triumbicarbonat und dann mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen über wasserfreiem Natriumsulfat wird das Lö-5 sungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, wobei 10 g Methyl-(5R,6S,8R)-6-(l-trichloräthoxycarbonyloxy-äthyl)penicillanat erhalten werden.

NMR: 5 = 5.13-5.16, 1H, d; 6 = 4.78, 2H, s; δ = 4.43, 1H, s; δ = 3.76, 3H, s; 10 δ = 3.38-3.58, 1H; δ = 1.45-1.63, 9H; (CDC13).

F. Zu einer Lösung von 9,1 g Methyl(5R,6S,8R)-6-(l-tri-chloräthoxycarbonyloxyäthyl)penicillanat in 350 ml destilliertem Methylenchlorid werden bei -20°C unter 15 Stickstoff 62,3 ml 1-molare Chlor/Tetrachlorkohlenstoff-lösung gegeben. Das Reaktionsgemisch wird 15 Minuten bei etwa -20°C gerührt (bis durch Dünnschichtchromatographie unter Elution mit Chloroform festgestellt wird, daß es ausreagiert hat). Die Lösung wird unter vermin-20 dertem Druck eingedampft, wobei als Produkt 10,0 g (3S,4R,5R)-1-/12-Methyl-l-methoxycarbonyl)prop-l-enyl/- 3-(1-trichloräthoxycarbonyloxyäthy1)-4-chlorazetidin-2-on erhalten werden.

25 IR: 1720, 1770-1790 cm"’^ (Chloroformlösung) NMR: δ = 5.79-5.81, 1H, d; 5 = 4.75, 2H, s; δ = 3.74, 3H, s? δ = 2.27, 3H, s; δ = 2.0, 3H, s; δ = 1.45-1.54, 3H, d (CDC13).

30 G. Ozon wird 45 Minuten bei etwa -78°C durch eine Lösung von 7,7 g rohem (3S,4R,5R)-l-/(2-Methyl-l-methoxycarbo-nyl)prop-l-eny1/-3-(1-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl)-4-chlorazetidin-2-on in 250 ml Methylenchlorid geleitet. (Nachdem das Ausgangsmaterial verschwunden ist, erfolgt - 32 - Dünnschichtchromatographie, wobei mit Chloroform eluiert wird.) Das Reaktionsgemisch wird mit überschüssigem Ozon 1 Stunde bei -78°C gehalten. Dann läßt man Stickstoff 3 bis 5 Minuten durchperlen, worauf 3 ml Dimethylsulfid 5 zugesetzt werden. Die Lösung wird der Erwärmung auf Umgebungstemperatur überlassen und 2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Zur Entfernung von überschüssigem Dimethylsulfid läßt man Stickstoff durch die Lösung perlen. Gegebenenfalls kann das Lösungsmittel entfernt und 10 der Rückstand durch Chromatographie gereinigt werden, wobei (3S,4R,5R)-l-(2-Methoxy-l,2-dioxoäthyl)-3-(1-tri-chloräthoxycarbonyloxyäthyl)-4-chlorazetidin-2-on erhalten wird.

NMR: 5 = 5.97-6.0, 1H, d; 5 = 5.76, 2H, s; 15 δ = 4.93, 2H, s; J = 1 c/s, δ = 1.45-1.55, 3H, d.

H. Zu einer Lösung von 7,8 g Kaliumhydroxid in 150 ml Wasser und 150 ml Äthanol werden bei 0°C 15,3 ml Äthan-thiol gegeben.· Das Gemisch wird 10 Minuten gerührt und 20 dann mit 38,5 ml Schwefelkohlenstoff versetzt. Die Lösung färbt sich tiefgelb und wird weitere 10 Minuten gerührt. Die Lösung aus der Stufe G wird auf 0°C gekühlt und in diese Lösung gegossen. Das Gemisch wird dann 45 Minuten gerührt und der Erwärmung auf Umgebungstempe-25 ratur überlassen. Auf die Reaktion folgt Dünnschichtchromatographie, wobei mit Chloroform eluiert wird. Nach beendeter Reaktion werden 200 ml Methylenchlorid und dann 20 g Citronensäure in 200 ml Wasser zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird 5 Minuten gerührt und dann in 500 ml 30 Methylenchlorid gegossen. Die organische Schicht wird abgetrennt, zuerst mit Wasser, dann mit kalter verdünnter Natriumbicarbonatlösung und erneut mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen über wasserfreiem Natriumsulfat wird das Lösungsmittel unter Vakuum entfernt. Das rohe 35 Reaktionsprodukt wird an grobem Kieselgel chromatogra-phiert, wobei mit 20% Chloroform/Hexan und Übergang auf 100% Chloroform eluiert wird und 6,4 g (3S,4R,5R)-Äthyl- - 33 - £3-(1-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl)-2-azetidinon-4-yl/-trithiocarbonat, auch als (3S,4R,5R)-£l-Trichloräthoxycar-bonyloxyäthyl7-4-£fäthyIthio)-carbonthioyIthio7-azetidin-2-on bezeichnet, erhalten werden.

^ Drehung: [a]2^ = +154.2° (0.4% in Dioxan) NMR: δ = 5.6-5.63, 1H, δ = 5.1-5.3, 1H, m; δ =4.76, 2 Η, ε; δ = 3.17-3.52, 3H; 6 = 1.22-1.54, 6H; (cdci3).

10 Herstellung D

Allylqlyoxylathydrat 70 g Bleitetraacetat werden portionsweise innerhalb einer halben Stunde unter Rühren zu einer Lösung von 40 g Diallyltartrat in 400 ml Äthylacetat gegeben. Das 15 Gemisch wird dann weitere 30 Minuten gerührt, filtriert und mit Äthylacetat gewaschen. Das Filtrat wird mit 10 ml Wasser gewaschen und bei 50°C/133 mbar eingedampft, um das Äthylacetat zu entfernen. Der Rückstand wird bei einem Druck von etwa 40 mbar destilliert. Nachdem zu-20 nächst die Essigsäure entfernt worden ist, wird die gewünschte Verbindung bei 70 bis 80°C/40 mbar als farbloses Öl aufgefangen.

Beispiel 1 25 a)Äthyl£i-{allyloxycarbonylhydroxymethyl)-3-(l-trichlor-äthoxycarbonyloxyäthyl)-2-azetidinon-4-y 17-trithio- carbonat_

I) Isomeres I

Ein Gemisch von 2,13 g des Hauptisomeren des bei der 30 "Herstellung A" als Produkt erhaltenen Thiocarbonats, 1,0 g Allylglyoxylathydrat (aus "Herstellung D") und 25 ml Benzol wird unter Argon mit einem Wasserabscheider 20 Stunden am Rückfluß erhitzt. Die Lösung wird gekühlt, mit 70 ml Dichlormethan verdünnt und zweimal mit 35 je 100 ml Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft, - 34 - worauf das gemäß Dünnschichtchromatographie reine Produkt als gelbes öl erhalten wird.

II) Isomeres II

5 Der in Abschnitt (a) (I) beschriebene Versuch wird wiederholt, wobei 1,02 g des Nebenisomeren der "Herstellung A" und 0,48 g Allylglyoxylat in 15 ml Benzol 20 Stunden am Rückfluß erhitzt werden. Hierbei wird als Produkt das Nebenisomere dieses Beispiels als gelbes Öl 10 erhalten.

b) Äthyl/!-(allyloxycarbonyIchlormethyl)-3-(1-trichlor-äthoxycarbonyloxyäthyl)-2-azetidinon-4-yl/trithiocar- bonat_

15 I) Isomeres I

2,77 g des gemäß dem vorstehenden Absatz (a) (I) hergestellten Isomeren I in 30 ml Dichlormethan und 0,87 g Methansulfonylchlorid werden bei 0°C gerührt, wobei 0,78 g Triäthylamin zugetropft werden. Nach 5 Minuten 20 bei Raumtemperatur wird die Lösung mit Dichlormethan verdünnt, mit 5%iger wässriger Weinsäure und Natriumbi-carbonat gewaschen, getrocknet und eingedampft, wobei ein braunes Öl mit dem folgenden Infrarotspektrum erhalten wird: V (Film) bei 1770 und 1750-1735 (b'reit) . max 25 cm” .

II) Isomeres II

Der im vorstehenden Absatz (b)(l) beschriebene Versuch wird unter Verwendung von 1,30 g des gemäß Absatz (a) 30 (II) hergestellten Isomeren II in 20 ml Dichlormethan mit 0,29 g Triäthylamin und 0,33 g Mesylchlorid wiederholt. Die endgültige Lösung nach der Aufarbeitung wird durch 5 g Kieselgel filtriert und mit Dichlormethan gewaschen. Durch Eindampfen wird 1,0 g Produkt als gelbes 35 Öl erhalten, das durch Dünnschichtchromatographie ge reinigt wird und das folgende Infrarotspektrum hat: V (Film) 1770, 1755 und 1735 cm”1.

' max ’ - 35 - c) ÄthylTT-fallyloxycarbonyl/triphenylphosphoranyl/- methyl)-3-(1-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl)-2-azeti-_dinon-4-yl7-trithiocarbonat

I) Isomeres I

5 2,6 g des gemäß dem vorstehenden Absatz (b)(I) herge stellten rohen Produkts werden mit 2,8 g Triphenylphosphin in 30 ml Dimethylformamid 40 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, dann mit Äther extrahiert und dreimal mit Wasser gewaschen. Die Lösung wird dann über wasser-10 freiem Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird an 150 g Kieselgel chromatographiert, wobei zur Entfernung von überschüssigem Triphenylphosphin mit 1 :1-Dichlormethan:Hexan und dann mit reinem Dichlormethan eluiert wird, wobei zurückgewonnenes Ausgangsma-15 terial erhalten wird. Die gewünschte Verbindung wird mit 5-10% Äther-Dichlormethan eluiert. Die reinen Fraktionen werden zusammengegossen, eingedampft und unter hohem Vakuum getrocknet, wobei die gewünschte Verbindung erhalten wird. Infrarotspektrum: i) _ (CH0C10) bei 1750, 1730 20 und 1690 cm

II) Isomeres II

Der in Absatz (c)(I) beschriebene Versuch wird wiederholt, wobei 1,08 g des gemäß dem vorstehenden Absatz 25 (b)(II) hergestellten Isomeren II und 0,75 g Triphe- - nylphosphin in 15 ml Dimethylformamid 72 Stunden bei

Raumtemperatur gerührt werden und das gewünschte Isomere II des gewünschten Produkts als gelber Schaum erhalten wird.

30 d) Allyl-trans-6-(1-trichloräthoxycarbonyläthyl)-2- äthy1thiopenem-3-carboxylat_

I) Isomeres I

Eine Lösung von 0,975 g des gemäß Absatz (c)(I) hergestellten Isomeren I des Phosphorans in 20 ml trockenem 35 Toluol wird unter Argon in einem Ölbad 65 Stunden bei 120-125°C am Rückfluß erhitzt, dann gekühlt, mit 20 ml - 36 -

Hexan verdünnt und auf etwa 20 g Kieselgel aufgegeben. Durch Elution mit 1;1-Dichlormethan; Hexan und anschliessend mit Dichlormethan wird das Isomere I der gewünschten Verbindung erhalten. Das Produkt wird aus Dichlor-5 methan:Äther:Hexan kristallisiert, wobei C,255 g fase rige Nadeln vom Schmelzpunkt 123-127°C erhalten werden. IR-Spektrum: max (C^Clj) bei 1795, 1745, 1700 cm"1.

Elementaranalyse: C H N

Gefunden: 38,8 3,6 2,9 10 Berechnet für c^gH^gN05S2<::'13: 39,15 3,7 2,8

II) Isomeres II

Durch gleiches Erhitzen von 0,90 g des Isomeren II des gemäß Absatz (c)(II) hergestellten Phosphorans in 10 ml 15 Toluol für 36 Stunden und Plattenchromatographie wird das Isomere II der gewünschten Verbindung als gelbes Öl erhalten.

IR-Spektrum: nJ v (CH0C1,) bei 1790, 1750, 1705 cm"1.

ΠΊαΧ c. c.

20 e) Allyl-trans-6-(1-hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem-3- carboxylat_

I) Isomeres I

0,175 g des gemäß Absatz (d)(I) hergestellten Isomeren I werden 1 Stunde bei 25°C mit 0,05 g aktiviertem Zink-25 staub in 1 ml Essigsäure und 3 ml Tetrahydrofuran gerührt. Das Gemisch wird mit Dichlormethan im Überschuß verdünnt und mit Wasser, wässrigem Natriumbicarbonat und wässrigem Natriumchlorid gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird durch präparative Dünnschicht-30 Chromatographie gereinigt, wobei mit 20% Äther-Dichlor methan eluiert wird, und aus Äther-Hexan kristallisiert, wobei das Isomere I von Allyl-trans-6-(1-hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem-3-carboxylat vom Schmelzpunkt 65-66°C erhalten wird.

35 IR-Spektrum: V (CH0C1„) bei 3250, 1790 und 1705 cm-1.

max 22 7 - 37 -

II) Isomeres II

Auf die in Absatz (e)(I) beschriebene Weise wird von 0,15 g des Isomeren II von Absatz (d)(II) in Tetrahydrofuran-Essigsäure die.Schutzgruppe mit Zinkstaub entfernt. 5 Das Produkt wird durch Dünnschichtchromatogrpahie gereinigt, wobei das Isomere II von Allyi-trans-6-(1-hydroxyäthyl ) -2-äthylthiopenem-3-carboxy lat erhalten wird. Das Produkt wird aus Äther-Hexan kristallisiert, wobei cremefarbene Prismen vom Schmelzpunkt 86-88°C erhalten 10 werden.

IR-Spektrum: 1-5 (CH^Cl«) bei 3300, 1795 und 1700 cm ΓΠΘ.Χ c. c.

f) Der in den Absätzen (a) bis (e) beschriebene Versuch wurde unter Verwendung der beiden cis-Isomeren der fol-15 genden Verbindungen wiederholt: Äthyl/’S-d-trichloräth-oxy car bony 1 oxy ä thy 1 )-2-azetidinon-4-yl_7 tri thiocarbonat aus "Herstellung B (111)", Benzyl/3-(l-trichloräthoxy-carbonyloxyäthyl)-(2-azetidinon-4-yl )J trithiocarbonat, 2-Trichloräthox.ycarbonyloxyäthyl-/’3-d-trichloräthoxy-20 carbonyloxyäthyl)-(2-azetidinon-4-yl )J trithiocarbonat,

Methyl/3-(1-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl)-(2-azetidi-non-4-yl )_7 tri thiocarbonat, 2-AllyloxycarbonylaminoäthyI-(/3-(l-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl)-(2-azetidinön-4-ylTl-trithiocarbonat, (3SR,4RS,5SR)-Isomeres, PMR (in 25 CDC13): 1,56 (d,j = 7,34) 3,54 (m, 5H) 4,60 (dj=7,2 H) * 4,83 (s,2H) 5,1-5,5 (m,4H) 5,55 (d,j = 2,5, 1H) 5,7-6,2 (m,lH) und 6,84 (s,lH).

(3SR,4RS,5RS)-Isomeres PMR ( in CDC13): 1,50 (d,j=7,3H) 3,50 (m,5H) 4,57 (d,j = 7,2H) 5,1-5,5 (m,4H) 5,68 (d,j = 30 2,5, 1H) 5,7-6,2 (m, 1H) und 6,96 (ε, 1H) und n-Butyl- /3-(1-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl)-(2-azetidinon-4-yl)_7-trithiocarbonat. Hierbei werden die beiden cis-Isomeren von Allyl-cis-6-(l-hydroxyäthyl)-2-äthylthio-penem-3-carboxylat, die beiden Isomeren von Allyl-trans-35 6-(1-hydroxyäthyl)-2-benzylthiopenem-3-carboxylat, von

Allyl-trans-6-(l-hydroxyäthyl)-2-(hydroxyäthyl)thio-penem-3-carboxylat, von Allyl-trans-6-(1-hydroxyäthyl)- - 38 - 2-methylthiopenem-3-carboxylat, von Allyl-trans-6-(l-hydroxyäthyl )-2-/~( 2-allyloxycarbonylaminoâthyl ) thio/-penem-3-carboxylat, (5RS,6SR,8RS)-Isomeres vom Schmelzpunkt 86-87°C, PMR-Spektrum (CDC13): 1,34 (d,j = 7,3H) 5 1,79 (d, j = 6,1H) 3,11 (m, 2H) 3,46 (m, 2H) 3,70 (dd,j = 1,5 und 8,5, 1H) 4,22 (m, 1H) 4,56 (d,j = 7,2h) 4,75 (m, 2H) 5,0-5,5 (m, 6H) 5,63 (s,j 1,5 1H) und 5,6-6,2 (m, 2H), bzw. Allyl-trans-6-(l-hydroxyâthyl)-2-(n-butylthio)penem-3-carboxylat erhalten.

10 g) Kalium-trans-6-(1-hydroxyäthyl)-2-Mthylthiopenem-3- carboxylat_

I) Isomeres I

Eine Lösung von 52 mg des Isomeren I von Allyl-trans-6-15 (1-hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem-3-carboxylat und 0,36 ml 0,5-molarem Kalium-2-äthylhexanoat in 1,2 ml Äthylacetat und 0,8 ml Dichlormethan wird unter Argon gerührt, während 3 mg Triphenylphosphin und 5 mg Tetra-kis(triphenylphosphin)palladium-(0) zugesetzt werden.

20 Nach einigen Minuten wird das Produkt ausgefällt, und nach 30 Minuten wird Äthylacetat im Überschuß zugesetzt und die Fällung durch Zentrifugieren abgetrennt. Durch Waschen mit Äther und Trocknen unter hohem Vakuum wird die gewünschte Verbindung in Form eines gelblichen 25 Pulvers mit dem folgenden Infrarotspektrum erhalten: I) max (Nujol) bei 3300, 1775 und 1600 cm-1. Die Bestimmung der Stereochemie dieses Produkts durch Röntgen- , kristallographie der Ausgangsmaterialien ergibt, daß das

Produkt aus dem 5R,6S,8S-Isomeren und seinem Enantio-30 meren besteht.

II) Isomeres II

Der im vorstehenden Abschnitt (g) beschriebene Versuch wird wiederholt, wobei jedoch 40 mg des Isomeren II von Allyl-trans-6-(1-hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem-3-35 carboxylat, 2 ml 1:1-Äthylacetat/Dichlormethan, 0,26 ml 0,5-molares Kalium-2-äthylhexanoat, 3 mg Triphenylphos- - 39 - phin und 5 mg Palladiumkomplex verwendet werden. Nach 20 Minuten werden 2 ml Äther allmählich zugesetzt. Das Produkt wird durch Zentrifugieren abgetrennt und unter hohem Vakuum getrocknet, wobei die gewünschte Verbindung 5 als cremefarbenes Pulver mit dem folgenden Infrarotspektrum erhalten wird: g) (Nujol) bei 3400, 1780

^ ΓΠ 3. X

und 1605 cm” . Die Bestimmung der Stereochemie durch Kristallographie der Ausgangsmaterialien ergibt, daß das Produkt aus dem 5R,6S,8R-Isomeren mit seinem Enantio-10 meren besteht.

h» Der in Abschnitt (g) beschriebene Versuch wird- unter Verwendung der beiden Isomeren von Allyl-cis-6-(1-hy-droxymethyl)-2-äthylthiopenem-3-carboxylat, von Ally-15 trans-6-(1-hydroxyäthy1)-2-benzy1thiopenem-3-carboxylat, von Allyl-trans-6~( 1-hydroxyäthyl 2-hydroxyäthyl)- thio7penem-3-carboxylat, von Allyl-trans-6-(1-hydroxy-methyl)-2-methy1thiopenem-3-carboxylat und von Allyl-trans-6-(1-hydroxyäthyl)-2-(n-butylthio)penem-3-carboxy-20 lat wiederholt. Hierbei werden die folgenden Verbindungen erhalten: die beiden Isomeren von Kalium-cis-6-(1-hy-droxyäthyl)-2-äthylthiopenem-3-carboxylat, d.h. die 5R,6R,8R- und 5R,6R,8S-Isomeren jeweils zusammen mit ihren Enantiomeren, Kalium(5R,6S,8S)-6-(l-hydroxyäthyl)-25 2-benzylthiopenem-3-carboxylat und das. entsprechende 5R,6S,8R-Isomere jeweils zusammen mit ihren Enantiomeren, die beiden Isomeren (5R,6S,8S und 5R,6S,8R) von Kalium-trans-6-(1-hydroxyäthyl)-2-ZT 2-hydroxyäthyl)thio7-penem-3-carboxylat jeweils zusammen mit ihren Enantio-30 meren, die beiden Isomeren (5R,6S,8S und 5R,6S,8R) von Kalium-trans-6-(1-hydroxyäthyl)-2-methyIthiopenem-3-carboxylat jeweils zusammen mit ihrem Enantiomeren und die beiden Isomeren (5R,6S,8S und 5R,6S,8R) von Kalium-trans-6-( 1-hydroxyäthy l)-2- ( n-butylthio) penem-3-carboxy-35 lat jeweils zusammen mit ihrem Enantiomeren.

Je 0,04 g der beiden Isomeren von Allyl-trans-6-(1- -40- hydroxyäthyl)-2Z’( 2-allyloxycarbonylaminoäthyl) thio7-penem-3-carboxylat in 0,5 ml Dichlormethan werden getrennt bei 25°C unter Argon mit 0,04 g 2-Äthylhexansäure, 0,007 g Triphenylphosphin und 0,007 g Tetrakis(triphenyl-5 phosphin)palladium gerührt. Nach 3 Stunden wird jeder Feststoff durch Zentrifugieren abgetrennt, mit Äthylacetat gewaschen und bei 25°C unter vermindertem Druck getrocknet. Hierbei werden die beiden Isomeren (5R,6S, 8S und 5R,6S,8R) von trans-6-(l-Hydroxyäthyl)-2-/'(2-10 aminoäthyl)thio/penem-3-carbonsäure jeweils mit ihrem Enantiomeren erhalten.

Beispiel 2 0,27 g der gemäß Beispiel 1 (g) hergestellten beiden 15 Isomeren von Kalium-trans-6-(1-hydroxyäthyl)-2-äthyl-thiopenem-3-carboxylat werden getrennt unter Rühren zu einem Gemisch von 2 ml trockenem Dimethylformamid, 0,17 ml Pivaloyloxymethylchlorid und 0,15 g Natriumjodid gegeben. Das Gemisch wird 5 Stunden im Dunkeln 20 unter Stickstoff gerührt, dann in Wasser gegeben und mit Äther extrahiert. Der Extrakt wird mit Wasser, verdünnter Natriumthiosulfatlösung und abschließend mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft, wobei die beiden Isomeren 25 (5R,6S,8S und 5R,6S,8R) von Pivaloyloxymethyl-trans- 6-(1-hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem-3-carboxylat jeweils zusammen mit ihrem Enantiomeren erhalten werden.

Beispiel 3 30 A. Zu einer Lösung von 7,7 g (3S,4R,5R)-3-/lL-Trichlor-äthoxycarbony loxyäthy l7-4-/f(äthyl thio) carbon thioylthio7-azetidin-2-on in 90 ml Benzol werden 3,5 g Allylglyoxa-lat gegeben. Unter Stickstoff wird dieses Gemisch 24 Stunden der langsamen azeotropen Destillation unterwor-35 fen. (Auf die Reaktion folgt Dünnschichtchromatographie, wobei mit 10% Äthyläther/Methylenchlorid eluiert wird.) Nach Zusatz von etwa 2,0 ml weiterem Allyl- - 41 - glyoxalat wird das Reaktionsgemisch weitere 10 Stunden der azeotropen Destillation unterworfen. Das Reaktionsgemisch wird dann gekühlt und mit 150 ml Benzol versetzt. Die erhaltene Lösung wird fünfmal mit je 50 ml 5 Wasser gewaschen. Die Lösung wird über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Die Lösungsmittel werden unter Vakuum entfernt. Dann werden 50 ml Toluol zugesetzt und dreimal unter hohem Vakuum entfernt, wobei als Produkt 9,2 g rohes Allyl/"(3S,4R,5R)-3-(l-trichlor-10 äthoxycarbonyloxyäthyl)-4-/1äthylthio)carbonthioyl- thio_/-2-azetidinon-l-yl7-2-hydroxyacetat erhalten werden .

2 6

Drehung; [a] = +46.9° (0.2% in Äthanol) NMR: δ = 6.07-6.21, 1H; 5 = 4.76, 2H, s; 15 δ = 3.17-3.52, 3H; δ = 1.22-1.54, 6H.

B. Zu einer Lösung von 9,0 g rohem Allyl/l3S,4R,5R)-3-( 1-trich loräthoxycarbony loxyäthyl ) -4-/"( äthy 1 thio ) carbon thioy Ith io7-2-azetidinon-l-yl7-2-hydroxyace tat in 20 125 ml trockenem Methylenchlorid werden bei 0°C 2,8 g

Methylsulfonylchlorid und anschließend 2,5 g Triäthylamin gegeben. Auf die Reaktion folgt Dünnschichtchromatographie, wobei mit 5% Äthyläther/Methylenchlorid eluiert wird. Das Gemisch wird 45 Minuten gerührt und 25 dann mit 125 ml Methylenchlorid versetzt. Das Reaktionsgemisch wird dann einmal mit kalter 10%iger Phosphorsäurelösung, einmal mit Wasser und einmal mit kalter verdünnter Natriumbicarbonatlösung und dann zweimal mit Wasser gewaschen. Die Lösung wird über 30 wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Die Lösungs mittel werden unter Vakuum entfernt. Das rohe Produkt wird an grobem Kieselgel mit 20% Hexan/Chloro-form chromatographiert, wobei 6,9 g Allyl/T(3S,4R,5R)- 3-(1-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl)-4-/1äthy1thio)-35 carbonthioylthio7-2-azetidinon-l-yl7-2-chloracetat erhalten werden.

- 42 - « IR: 17601800 cm“1 (CDC13) NMR: δ = 6.23-6.29, 1H; 5 = 4.72, 2H, s; δ = 1.24-1.56, 6H; (CDC13).

5 c. Zu einer Lösung von 6,9 g Allyl/'(3S,4R,5R)-3-(l-tr ich loräthoxycarbonyloxyäthyl )-4-/7( äthylthio)carbon-thioylthio7-2-azetidinon-l-yl7-2-chloracetat in 90 ml : Dimethylformamid werden bei 0°C 4,7 g Triphenylphosphin gegeben. Das Reaktionsgemisch wird der Erwärmung auf 10 Raumtemperatur überlassen und 40 Stunden gerührt.

(Die Vollendung der Reaktion wird durch Dünnschichtchromatographie unter Verwendung von Methylenchlorid als Elutionsmittel festgestellt.) Nach Zusatz von weiteren 780 mg Triphenylphosphin wird das Reaktionsge-15 misch bei Umgebungstemperatur gerührt. Nach 40 Stunden wird das Reaktionsgemisch in 300 ml Äthyläther gegossen und zweimal mit Sole und fünfmal mit Wasser gewaschen. Das Lösungsmittel wird über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter Vakuum entfernt. Das rohe Produkt 20 wird an grobem Kieselgel mit Methylenchlorid chromator graphiert, wobei 6,1 g Allyl/"(3S,4R,5R)-3-(l-trichlor-äthoxycarbonyloxyäthyl)-4-/7(äthylthio)carbonthioylthiq7-2-azetidinon—l-yl7-2-triphenylphosphinacetat erhalten werden.

2 6 25 Drehung: [aj D = +77.0° IR: 1760-1780 cm 1 (Chloroformlösung) NMR: δ = 6.3-6.4, 1H, δ = 4.70, 2H, s; δ 1.16-1.49, 6H (CDC13).

30 D. Eine Lösung von 6,1 g Allyl/~( 3S, 4R, 5R)-3-( 1-tri- chloräthoxycarbonyloxyäthyl)-4-/1äthyIthio)carbonthio-ylthio7-2-azetidinon-l-yl_7-2-triphenylphosphinacetat in - 43 - 400 ml Toluol wird 22 Stunden unter Stickstoff am Rückfluß erhitzt. (Nach der Reaktion folgt Dünnschichtchromatographie unter Verwendung von 5% Äthylacetat/Toluol als Elutionsmittel.) Das Toluol wird dann unter hohem 5 Vakuum entfernt und das Reaktionsgemisch an grobem

Kieselgel mit Toluol chromatographiert, wobei auf 10% Äthylacetat/Toluol übergegangen wird. Ein Gemisch von 1,5 g des Reaktionsprodukts wird isoliert, erneut chromatographiert und dann durch Hochdruck-Flüssigkeits-10 Chromatographie mit 2% Äthylacetat/Toluol gereinigt, wobei 1,18 g Allyl(5R,6S,8R)-2-äthylthio-6-/l-trichlor-äthoxycarbonyloxyäthyl7penem-3-carboxylat und 240 mg Allyl ( 5,e-cisJ-Z-äthylthio-e-Z^richloräthoxycarbonyl-oxyathyl/penem-S-carboxylat erhalten werden.

5R,6S,8R Drehung: [a]= +172.8° (0.25% in Äthanol).

5,6-cis Drehung: [a]2^ = +156.4° (0.45% in Äthanol).

E. Zu einer Lösung von 1,18 g Allyl(5R,6S,8R)-2-äthyl-20 thio-6-/"l-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl7penem-3-carb- oxylat in 9,0 ml Tetrahydrofuran werden unter Stickstoff 3 ml Essigsäure und 500 mg aktivierter Zinkstaub gegeben. Das Reaktionsgemisch wird 2,5 Stunden gerührt. Während dieser Zeit werden weitere 400 mg Zinkmetall 25 in twei Portionen zugesetzt. Auf die Reaktion folgt Dünnschichtchromatogrpahie unter Verwendung von 5% Äthylacetat/Toluol als Elutionsmittel. Das Reaktionsgemisch wird dann filtriert und mit 150 ml Methylenchlorid versetzt. Es wird zweimal mit Wasser, dreimal mit 30 kalter 3%iger Natriumbicarbonatlösung und zweimal mit

Sole gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Nach Entfernung der Lösungsmittel unter Vakuum werden 720 mg Allyl(5R,6S,8R)-2-äthylthio-6-(l-hydroxyäthyl)-penem-3-carboxylat erhalten.

35 Ebenso werden in der vorstehend beschriebenen Weise Λ - 44 - 220 mg Allyl (5,6-cis)-2-äthy1thio-6-/trichloräthoxy-carbonyloxyäthyl7penem-3-carboxylat in 130 mg Allyl-(5,6-cis)-2-äthy1thio-6-(1-hydroxyäthyl)penem-3-carboxy-lat umgewandelt.

5 F. Zu einer Lösung von 700 mg Allyl(5R,6S,8R)-2-äthyl-thio-6-(1-hydroxyäthyl)penem-3-carboxylat in 4 ml Methylenchlorid und 8 ml Äthylacetat werden unter Stickstoff 46,6 mg Triphenylphosphin gegeben. Dem Gemisch werden 4,86 ml 0,5-molares Kalium-2-äthylhexanoat 10 in Äthylacetat zugesetzt. Nach Zusatz von 51,1 mg Tetra-kis(triphenylphosphin)palladium-(O) wird die Lösung 15 Minuten gerührt. Dann werden weitere 100 mg Triphenylphosphin und 25 mg Tetrakis(triphenylphosphin)-palladium-(O) und anschließend 10 ml Äthylä.ther zuge-15 setzt. Das Produkt schlägt sich langsam nieder, und nach 1 Stunde wird die Lösung filtriert und mit Äthyl-acetat und Äthyläther gewaschen, wobei 45 mg Kalium-(5R,6S,8R)-2-äthylthio-6-(1-hydroxyäthyl)penem-3-carb-oxylat erhalten werden. Der Mutterlauge werden 20 ml 20 Äthyläther zugesetzt. Nach Kühlung über Nacht wird eine zweite Ausbeute von Kristallen abfiltriert, wobei zusätzliche 90 mg des Kaliumsalzes erhalten werden.

NMR: ö = 1.25-1.49, 6H; 5 = 2.76-3.14, 2H; 5 = 3.85-3.94, 1H; 6 = 4.12-4.37, 1H; 25 5 = 5.65-5.67, lH, d; (D20)

Drehunq: [cc]^ = -145.2° IR: '1600 cm“1 und 1770 cm“1 (Nujol) .

Zu einer Lösung von 130 mg Allyl(5,6-cis)-2-äthylthio-30 6-(hydroxyäthyl)penem-3-carboxylat in 0,7 ml Methylenchlorid und 1,4 ml Äthylacetat werden 7,0 mg Pd(Ph3P)4, 7 mg Triphenylphosphin und 0,63 ml 0,5-molares Kalium-2-äthylhexanoat in Äthylacetat gegeben. Das Produkt schlägt sich sofort nieder und wird nach halbstündigem t - 45 - Rühren abfiltriert, mit Äthylacetat und Äthyläther gewaschen, wobei 105 mg Kalium(5,6-cis)-2-äthylthio-6-(l-hydroxyäthyl)-penem-3-carboxylat erhalten werden.

Drehung: Ια]2^ = -145.9° (0.1% in Wasser) 5 NMR:· δ = 1.23-1.43, 6H; δ = 2.78-3.12, 2H; δ = 3.84-4.02, 1H; δ = 4.15-4.23, 1H; δ = 5.72-5.77, 1H, d; (D20).

G. Die vorstehend in den Abschnitten A bis F beschrie-10 benen Versuche werden unter Verwendung von (3S,4R,5R)-Benzy1/3-(1-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl)-(2-azeti-dinon-4-yl )_7trithiocarbonat, ( 3S ,4R, 5R)-2-Trichloräth-oxycarbonyloxyäthy1/3-(1-trichloräthoxycarbonyloxy-äthyl)-2-azetidinon-4-yl)J-trithiocarbonat und (3S,4R, 15 5R)-n-Buty1/3-(1-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl)-(2- azetidinon-4-yl)_7trithiocarbonat wiederholt. Hierbei werden das (5,6-cis)- und (5R,6S,8R)-Kalium-6-(l-hy-droxyäthy]]-2-benzy 1 thiopenem-3-carboxylat, das (5,6-cis)- und (5R,6S,8R)-Kalium-6-(l-hydroxyäthyl)-2-(hy-20 droxyäthy1)-thiopenem-3-carboxylat und das (5,6-cis)— und (5R,6S,8R)-Kalium-6-(l-hydroxyäthyl)-2-(n-butyl-thiopenem-3-carboxylat erhalten.

Unter Verwendung von (3S,4R,5S)-Äthyl-(3-/1-trichloräth-25 oxycarbonyloxy-l-(3-pyridy1)-methyl7-(2-azetidinon-4- yl)trithiocarbonat wird der in den Abschnitten A bis F beschriebene Versuch wiederholt, wobei das (5,6-cis)-und (5R,6S,8S)-Kalium-6-/L-hydroxy-l-(3-pyridy1)methyl7_ 2-äthylthiopenem-3-carboxylat erhalten werden.

30 Auf die in den Abschnitten A bis E beschriebene Weise werden unter Verwendung von (3S,4R,5R)-2-Allyloxy-carbonylaminoäthyl/3-(1-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl)-(2-azetidinon-4-yl)_7trithiocarbonat (5,6-cis)- und (5R,6S,8R)-Ally1-6-(1-trichloräthoxycarbonyloxyäthyl)- - 46 - 2-/(2-allyloxycarbonylaminoäthyl)thiq7penem-3-carboxy-lat erhalten. Die getrennte Behandlung dieser Produkte mit Zink ergibt (5R,6R,8R)~ und (5R,6S,8R)-Allyl-6-(1-hydroxyäthyl)-2-/(2-allyloxycarbonylaminoäthyl)- 5 thio7penem-3-carboxylat, die dann getrennt mit 2-Äthyl-hexansäure behandelt werden, wobei getrennt (5,6-cis) und (5R,6S,8R) -6- ( 1-Hydroxyäthy 1 ) -2-/( 2-aminoäthy 1 ) -thio7penem-3-carbonsäure erhalten werden.

10 Beispiel 4 2-Äthylthiopenem-3-carboxamid 0,24 g 2-Äthylthiopenem-3-carbonsäure werden in 10 ml Aceton bei 0° bis 5°C gerührt, wobei 0,21 ml Triäthylamin und anschließend 0,15 ml Äthylchlorformiat zuge-15 setzt werden. Nach 30 Minuten bei 0° bis 5°C werden 0,2 ml konzentriertes wässriges Ammoniak zugesetzt.

Nach weiteren 30 Minuten bei 0° bis 5°C wird das Gemisch in Dichlormethan aufgearbeitet, mit wässriger Weinsäure und Natriumbicarbonatlösung gewaschen, ge-20 trocknet und eingedampft. Der Rückstand wird aus Äthylacetat umkristallisiert, wobei das Amid in Form von Nadeln vom Schmelzpunkt 172-175°C erhalten wird.

Beispiel 5 25 2-Äthylthiopenem-3-carbonitril

Ein Gemisch von 0,08 g 2-Äthylthiopenem—3-carboxamid, 2 ml trockenem Pyridin und 0,11 g p-Toluolsulfonyl-chlorid wird 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und in Dichlormethan aufgearbeitet, mit wässriger Wein-30 säure und Natriumbicarbonatlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird in 2 ml Dichlormethan gelöst und filtriert, um nicht umgesetztes Amid abzutrennen. Das Filtrat wird an Kieselgel mit Äther-Dichlormethan (Volumenverhältnis 1:20) chromato-35 graphiert, wobei das Nitril erhalten wird.

IR-Spektrum (in Dichlormethan): 1785 cm“\ - 47 -Beispiel 6 2-Äthylthio-3-(5-tetrazolyl)penem Ein Gemisch von 0,1 g 2-Äthylthiopenem-3-carbonitril, 0,22 g Natriumazid, 0,12 g Aluminiumchlorid und 2,5 ml 5 trockenem Tetrahydrofuran wird 18 Stunden bei 50° bis 60°C erhitzt und dann in Wasser und Dichlormethan aufgearbeitet. Die organische Phase wird getrocknet, eingedampft und an Kieselgel mit Äther-Dichlormethan chro-matographiert, wobei das gewünschte Produkt erhalten 10 wird.

IR-Spektrum T;max 1785 cm-1.

Beispiel 7 A, 2-Äthylthio-N-benzyl-penem-3-carboxamid 15 0,12 g 2-Äthylthiopenem-3-carbonsäure und 0,11 ml Tri äthylamin werden in 5 ml Aceton bei 0° bis 5°C gerührt, wobei 0,08 ml Äthylchlorformiat zugesetzt werden. Nach 30 Minuten wird eine Lösung von 0,12 g Benzylamin in 2 ml Dichlormethan zugesetzt und das Gemisch 30 Minuten 20 bei Raumtemperatur gerührt. Nach Zusatz von Dichlormethan wird die Lösung mit wässriger Weinsäure und Natriumbicarbonatlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird an Kieselgel mit 5% Äther-Dichlormethan chromatographiert, wobei das Produkt 25 als Öl erhalten wird. IR-Spektrum: t) _ (Dichlorme-than) 3300, 1785 und 1650 cm .

B. 2-Äthy1thi0-3-(1-benzy1-5-tetrazolyl)-penem

Zu einer Lösung von 1 mMol Benzylamid in 3 ml trockenem 30 Toluol und 0,1 ml Pyridin werden 0,21 g Phosphorpenta-chlorid gegeben. Das Gemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, die Fällung abfiltriert und mit trockenem Toluol gewaschen und das Filtrat bei Raumtemperatur, unter hohem Vakuum eingedampft. Eine Lösung 35 des Rückstandes in 3 ml Aceton wird unter Rühren zu einer Lösung von 0,5 g Natriumazid in 2 ml Wasser und 3 ml Aceton gegeben. Nach 1-stündigem Rühren bei Raum- - 48 - temperatur wird das Produkt mit Dichlormethan extrahiert und durch Chromatographie an Kieselgel mit Äther-Dichlormethan gereinigt.

5 C. 2-Äthylthio-3-(5-tetrazolyl)-penem

Eine Lösung von 0,15 g 2-Äthylthio-3-(l-benzyl-5-tetra-zolyl)-penem in 5 ml Äthylacetat, das 10 mg Triäthylamin enthält, wird unter einem Wasserstoffdruck von 4 bar bei Raumtemperatur über 0,1 g 10%iger Palladium-10 kohle 1 Stunde geschüttelt. Das Gemisch wird filtriert, eingedampft und an Kieselgel in Dichlormethan-Äther chromatographiert, wobei das gewünschte Produkt erhalten -1 wird. IR-Spektrum: V max 1785 cm 15 Beispiel 8 2-Äthylthio-3-(5-tetrazolyl)-penem Eine Lösung von 1,5 g l-(l-Triphenylphosphoranyl-l-/ï-benzy l-5-tetrazoly_l/-methyl ) -4-äthy 1 thio ( thiocarbony 1 )-thio-2-azetidinon in 20 ml Toluol wird 40 Stunden unter 20 Stickstoff am Rückfluß erhitzt. Das Produkt wird durch Chromatographie an Kieselgel und Elution mit Dichlormethan und anschließend mit Äther-Dichlormethan isoliert, wobei 2-Äthylthio-3-(l-benzyl-5-tetrazolyl)-penem erhalten wird. Eine Lösung dieses Produkts in 25 Äthylacetat, das Triäthylamin enthält, wird unter einem Wasserstoffdruck von 4 bar bei Raumtemperatur 1 Stunde über 0,1 g 10%iger Palladiumkohle geschüttelt. Das Gemisch wird filtriert, eingedampft und an Kieselgel in Dichlormethan-Äther chromatographiert, wobei die 30 gewünschte Verbindung erhalten wird.

IR-Spektrum: V 1785 cm ^ max

Die folgenden Rezepturen dienen als Beispiele für einige Arzneiformen, in denen die antibakteriellen Mittel 35 gemäß der Erfindung verwendet werden können. In jedem

Arzneimittel wird das aktive Ingrediens als •'Wirkstoff” - 49 - bezeichnet, unter dem eine der folgenden Verbindungen zu verstehen ist: Kalium(5R,6S,8R)-6-(l-hydroxyäthyl)-2-äthy1thiopenem-3-carboxylat, (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxy-äthyl)-2-(2-aminoäthylthio)penem-3-carbonsäure und 5 (5R,6S,8R)-6-(l~Hydroxyäthyl)-2-äthyIthiopenem-3-carbon- säure. Es ist jedoch zu bemerken, daß jede dieser Verbindungen durch gleich wirksame Mengen anderer Verbindungen, die unter die Formel I fallen, insbesondere diejenigen, die in der Liste vor dem Abschnitt "Herstel-10 lung I" aufgeführt sind, ersetzt werden kann.

Injektionssuspension mg/ml

Steriler Wirkstoff 250,0

Benzylalkohol 9,0 15 Methylparaben 1,8

Propylparaben 0,2

Natriumcarboxymethylcellulose 5,0

Polyäthylenglykol 4000 10,0

Povidone 5,0 20 Natriumcitrat 15,0

Dinatriumedetat 0,1

Wasser für Injektion g.s, insgesamt 1,0 ml· 25 Man löst die Parabenverbindungen in einem Teil des

Wassers für Injektion, indem man es auf 65-70°c erhitzt. Man kühlt auf 25-35°C, gibt den. Benzylalkohol, das Natriumcitrat, das Dinatriumedetat, das Polyäthylenglykol 4000, das Povidone und die Natriumcarboxymethylcellulose 30 zu und löst sie auf. Man filtriert die Lösung und sterilisiert durch Behandlung im Autoklaven. Man stellt eine Aufschlämmung des sterilen Wirkstoffs her und gibt sie durch eine Kolloidmühle. Man mischt sie gut mit der Lösung aus der Stufe 3 und gibt das Gemisch durch die 35 Mühle. Man bringt die Suspension auf das endgültige

Volumen/Gewicht und füllt sie in sterile Gefäße.

- 50 -

Kapseln

Komponente, Bestandteil mg/Kapsel

Nr._ _ 1 Wirkstoff 250 500 5 2 Lactose, USP 106 123 3 Maisstärke, Nahrungsmittelreinheit 40 70 4 Magnesiumstearat, USP 4 7 400 mg 700 mg 10 Man mischt die Komponenten 1, 2 und 3 in einem geeigneten Mischer für 10-15 Minuten. Man gibt die Komponente 4 zu und mischt 1 bis 3 Minuten. Man füllt das Gemisch in geeignete zweiteilige Hartgelatinekapseln.

15 Tabletten

Komponente Bestandteile mg/Tablette

Nr._ _ 1 Wirkstoff 250 500 2 Lactose, USP 106 112 3 Maisstärke, Nahrungsmittel- 20 reinheit als 10%ige Paste in Wasser 20 40 4 Maisstärke, Nahrungsmittelreinheit 20 40 5 Magnesiumstearat 4 8 25 400 mg 800 mg

Man mischt die Komponenten 1 und 2 in einem geeigneten Mischer für 10-15Minuten. Man granuliert das Gemisch mit der Komponente 3, gibt das nasse Granulat durch ein grobes Sieb (6,4 mm) und trocknet das nasse Granulat 30 8-12 Stunden bei 40-50°C. Unter Verwendung einer geeig neten Mühle gibt man das getrocknete Granulat durch ein Sieb von mittlerer Maschenweite (1,0-1,41 mm). Man setzt die Komponente 4 zu, mischt 10-15 Minuten, gibt die Komponente 5 zu und mischt weitere 1-3 Minuten. Man preßt 35 das Gemisch auf einer geeigneten Tablettiermaschine zu Tabletten von geeigneter Größe und geeignetem Gewicht.

Claims (25)

1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel H s κιΛΛΛ.!—\/ \yr ,_N -1 1 in der R niederes Alkyl, Aminonideralkyl, Mono- oder Diniederalkylaminoniederalkyl, Acylamino-niederalkyl,

5 Aralkyl, Heteroaralkyl, Hydroxyniederalkyl, Hydroxy-aralkyl, Carboxyniederalkyl oder Alkoxycarbonyl-nie-deralkyl ist, für Wasserstoff, niederes Alkyl, Aralkyl oder eine Gruppe der Formel RgCHOH- steht, worin Rß Wasser-10 Stoff, niederes Alkyl, Aralkyl, Heteroaryl, Heteroaralkyl, Hydroxyaralkyl oder Aryl ist, B-2 Wasserstoff oder Methyl ist und X für Cyan, Tetrazol-5-yl, -COOR^ oder -CONR^R^ steht, worin Rg Wasserstoff, ein Alkalimetallkation, Phthali-15 dyl oder eine Pivaloyloxymethylgruppe ist und R4 und R5 unabhängig für Wasserstoff oder niederes Alkyl stehen mit der Maßgabe, daß R^ und R2 nicht beide gleichzeitig Wasserstoff sein können, wenn X für -COORg steht, dadurch gekennzeichnet, daß man 20 eine Verbindung der Formel - 52 - R2 H r _ S S ZïvJ._=/ ^ R II z II J—\ 0 c ----- Y X» in der R, und R2 die vorstehend genannten Bedeutungen haben und etwaige funktionelle Gruppen darin gegebenenfalls geschützt sind, X' eine geschützte 5 Tetrazol-5-ylgruppe, eine Cyangruppe, eine geschützte Carboxylgruppe, eine geschützte Carbamoylgruppe oder , ,Z Schwefel odgr Sauerstoff ist -CONR4R5-Gruppe ist,y deren Substituenten R^ und R^ die vorstehend genannten Bedeutungen haben und wenigstens einer dieser Substituenten ein niederer Alkyl-10 rest ist, und Y eine an das benachbarte Kohlenstoffatom doppelt gebundene Phosphoniogruppe oder eine Phosphonatgruppe mit einer Einfachbindung zum benachbarten Kohlenstoffatom ist, dessen negative Ladung durch die Anwesenheit eines Kations ausgeglichen ist, 15 falls erforderlich ein Gemisch von Diastereoisomeren vor oder nach der Entfernung einer etwaigen Schutzgruppe trennt und dann eine hierbei erhaltene Verbindung einer oder mehrerer der folgenden fakultativen Stufen (I) bis (VIII) unterwirft:

20 I) Einführung einer Phthalidyl oder Pivaloyloxy-methylgruppe in den Substituenten X, II) Acylierung einer Verbindung der Formel I, in der R ein Aminoniederalkylrest ist, III) Transamidierung oder Hydrolyse einer Verbindung 25 der Formel I, in der R Acylaminoniederalkyl ist, IV) Trennung eines Gemisches von Enantiomeren, V) Bildung eines Salzes, VI) Umwandlung der Carboxylgruppe, für die X steht, in eine entsprechende Amidogruppe -CONR^R^, 30 worin R^ und R^ die bereits genannten Bedeutungen haben, - 53 - VII) Umwandlung der Carboxylgruppe, für die X steht, in die Cyangruppe und VIII) Umwandlung der Cyan- oder Carbamoylgruppe, für die X steht, in die Tetrazol-5-ylgruppe, 5 mit der Maßgabe, daß, wenn in der Formel II X* eine geschützte Carboxylgruppe ist und R^ und R2 beide Wasserstoffatome sind, eine der Stufen (VI) oder (VII) durchgeführt werden muß. v 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Y eine Triarylphosphoniogruppe oder Trialkylphos-phoniogruppe ist, deren Aryl- oder Alkylkomponenten 10 gegebenenfalls substituiert sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Y eine Triphenylphosphoniogruppe ist. 15 4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß man die Cyclisierungsreaktion in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen 30° und 160°C durchführt. 20 5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß man eine Verbindung der Formel II verwendet, in der R2 Wasserstoff, R1 die Gruppe RgCH0Pg-, in der Rg die in Anspruch 1 genannte Bedeutung hat und Pg eine Schutzgruppe der Hydroxylgruppe ist, R ein nie- 25 derer Alkylrest oder ein geschützter Aminoniederal- kylrest und X· eine geschützte Carboxylgruppe ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine (3S,4R)-Verbindung der Formel II 30 verwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man Kalium(5R,6S,8R)-6-(1-hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem-3-carboxylat, Kalium(5R,6S,8S)-6- - 54 - (1-hydroxy-l-(3-pyridy1)methyl)-2-äthy1thiopenem-3-carboxylat oder (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthy1)-2-(2-aminoäthylthio)penem-3-carbonsäure herstellt. 5 8) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß auf die Cyclisierungsreaktion der Verbindung der Formel II die Umwandlung der 3-Carboxylgruppe in eine Cyangruppe oder Tetrazol-5-ylgruppe erfolgt oder worin X* in der Formel II eine geschützte Tetra-10 zol-5-ylgruppe ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man 2-Methylthiopenem-3-carbonitril, 2-Äthylthio-penem-3-carbonitril, 2-Aminoäthylthiopenem-3-carbo-15 nitril, ihre 6-(1-Hydroxyäthyl)derivate oder die 3-(5-Tetrazolyl)-analoga aller vorstehend genannten Verbindungen herstellt.

10. Verfahren zur Herstellung einer Arzneimittelzube- 20 reitung, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Ver bindung der Formel I gemäß Anspruch 1 mit einem pharmazeutischen Träger oder Hilfsstoff mischt.

11. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 9 herge-25 stellte Verbindung. r 12) Verbindungen der Formel 2. s R x/wi-\/ ^ R N 1 0/—N in der R niederes Alkyl, Aminonideralkyl, Mono- oder 30 Diniederalkylaminoniederalkyl, Acylamino-niederalkyl, Aralkyl, Heteroaralkyl, Hydroxyniederalkyl, Hydroxy-aralkyl, Carboxyniederalkyl oder Alkoxycarbonyl-nie-deralkyl ist, . — - 55 - für Wasserstoff, niederes Alkyl, Aralkyl oder eine Gruppe der Formel RgCHOH- steht, worin Rg Wasserstoff, niederes Alkyl, Aralkyl, Heteroaryl, Hetero-aralkyl, Hydroxyaralkyl oder Aryl ist,

5 R2 Wasserstoff oder Methyl ist und X für Cyan, Tetrazol—5-y1, -COORg oder -CONR^R^ steht, worin Rg Wasserstoff, ein Alkalimetallkation, Phthali-dyl oder eine Pivaloyloxymethylgruppe ist und R4 und R5 unabhängig für Wasserstoff oder niederes

10 Alkyl stehen mit der Maßgabe, daß und R2 nicht i beide gleichzeitig Wasserstoff sein können, wenn X für -COORg steht, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der Formel 15 13) Verbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (I) R die in Anspruch 12 genannte Bedeutung hat, R2 Wasserstoff ist, X für -COORg und R^ für die Gruppe Rg-CHOH- steht, wobei Rg und Rg die in Anspruch 12 genannten Bedeutungen haben. 20

14. Verbindung nach Anspruch 13 mit der folgenden stereospezifischen Struktur: Sjr H H S R -C iIiiuS-ΤΓ R 6 r H J-N-L 0^ ^COOR., .. _____ . . . .............. worin R, Rg und Rg die in Anspruch 12 genannten Be- 25 deutungen haben, und ein Gemisch dieser Verbindung mit ihrem Enantiomeren,

15. Verbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Rg Wasserstoff oder ein Alkalimetallkation, R 30 ein niederer Alkylrest oder Aminoniederalkylrest und Rg Wasserstoff, ein niederer Alkylrest oder Heteroarylrest ist, und ein Gemisch dieser Verbindung mit ihrem Enantiomeren. - 56 -

16. Kalium(5R,6S,8R)-6-(l-hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem- 3-carboxylat. 17) (5R,6S,8R)-6-(1-Hydroxyäthyl)-2-(2-aminoäthylthio)-5 penem-3-carbonsäure.

18. Kalium(5R,6S,8S)-6-(l-hydroxy-l-(3-pyridyl)methyl)- 2-âthylthiopenem-3-carboxylat. 10 19) Verbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (I) R^, R2 und R die in Anspruch \2 genannten Bedeutungen haben und X Cyan, Tetrazol-5-yl oder -CONR^Rg ist, worin R^ und Rg die in Anspruch 12 genannten Bedeutungen haben. 15 20) Verbindung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß R^ in der Formel I Wasserstoff oder die Gruppe RgCHOH-, in der Rg die in Anspruch 12 genannte Bedeutung hat, R2 Wasserstoff ist, R die in Anspruch 12 genannte Bedeutung hat und X eine Cyangruppe oder 20 Tetrazol-5-ylgruppe ist.

21. Verbindung nach Anspruch 20, ausgewählt aus 2-Methyl-thiopenem-3-carbonitril, 2-Äthylthiopenem-3-carbo-nitril, 2-Aminoäthylthiopenem-3-carbonitril, 6-(l- “ 25 HydroxyäthylJderivaten dieser Verbindungen und aus ; den 3-(Tetrazol-5-yl)-analoga aller vorstehenden Verbindungen.

22. Arzneimittelzubereitung, enthaltend eine Verbindung 30 der in Anspruch 12 definierten Formel I als Wirk stoff.

23. Arzneimittelzubereitung nach Anspruch 22, enthaltend Alkalimetall-(5RS,6RS,8SR)-6-(1-hydroxyäthyl)-2-35 J äthylthiopenem-3-carboxylat zusammen mit Alkalimetall (5R,6SR,8RS)-6-(1-Hydroxyäthy1)-2-äthy1thiopenem-3- '1 - 57 - f carboxylat oder Alkalimetall—(5R,6S,8R)-6-(l-hydroxy-äthyl)-2-äthylthiopenem-3-carboxylat, wobei die Zubereitung im wesentlichen frei von Alkalimetall— (5RS,6SR,8SR)-6-(1-hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem-3-5 carboxylat und Alkalimetall-(5RS,6RS,8RS)-6-(l- hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem-3-carboxylat ist.

24. Arzneimittelzubereitung nach Anspruch 23, enthaltend 20 bis 45 Gew.-% des (5RS,6RS,8SR)-Isomeren und 55 bis 80 Gew.-% entweder des (5RS,6SR,8RS)- oder 10 (5R,6S,8R)-Isomeren.

25. Arzneimittelzubereitung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie Alkalimetall-(5RS,6RS,8SR)- 6-(1-hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem-3-carboxylat 15 enthält und im wesentlichen frei von den entspre chenden (5RS,6SR,8RS)-, (5RS,6SR,8SR)— und (5RS,6RS, 8RS)-Isomeren ist.

26. Pharmazeutische Dosierungseinheit, enthaltend die

20 Zubereitung nach Anspruch 23 bis 25.

27. Dosierungseinheit nach Anspruch 26 für die orale Anwendung.

28. Arzneimittelzubereitung, hergestellt nach dem Ver- . fahren gemäß Anspruch 10.

29. Arzneitmittelzubereitung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie Alkalimetall-(5R,6S,8R)-6-(1-hydroxyäthyl)-2-äthylthiopenem~3-carboxylat in chiraler Form oder zusammen mit seinem Enantiomer enthält.