NO133630B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører fremgangsmåte for fremstilling av aminopenicilliner med strukturformel

samt ikke-toksiske salter herav, hvor R er et hydrogenatom, fenyl eller tienyl og n er et ,hé:lt tall fra 0 til og med 4, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat en forbindelse med strukturformelen

hvori R og n nar den ovenfor angitte betydning, omsettes.i vann eller et vannholdig organisk oppløsningsmiddel med et nukleofilt reagens som utgjøres av jodid-, tiocyanat-, sulfit-, tiosulfat- eller ditionitioner eller blandinger herav, og, hvis ønsket, overføres den dannede forbindelse til et ikke-toksisk salt.

De ifølge oppfinnelsen fremstilte syrer kan anvendes som sådanne eller i form av deres ikke-toksiske salter. Slike salter omfatter metallsalter som natrium-, kalium-, kal-sium-, aluminium-, ammonium- og substituerte ammoniumsalter, f. eks. salter av slike aminer som trialkylaminer, prokain, di-benzylamin, N-benzyl-g-fenetylamin, NjN^-dibenzyletylendiamin, dihydroabietylamin og andre aminer som er anvendt ofor å danne salter med benzyl- eller fenoksymetylpenicillin.

Hvis forbindelsene inneholder en eller flere asymmetriske sentra kan de forekomme i diastereoisomere former som rene epimerer eller epimerblandinger. Epimerene er alle -biologisk aktive. Oppfinnelsen omfatter fremstilling av såvel de rene epimerer som deres blandinger.

Forbindelsene fremstilt ifølge oppfinnelsen har verdifull antimikrobiell aktivitet mot grampositive mikroorganismer såvel som mot gramnegative og de er spesielt verdi-fulle for behandling av forskjellige infeksjoner forårsaket av mikroorganismer. Forbindelsene kan administreres i forskjellige tilberedningsformer, f.eks. oppløsninger, suspen-sjoner, tabletter, kapsler og. salver. Man kan derved tilføre dem peroralt ved injeksjon eller ved applisering på overflaten alt etter den behandlede infeksjons natur og de. er egnet for behandling av såvel mennesker som dyr.

Ved fremstilling av aminopenicilliner ved acylering av 6—aminopenicillansyre med reaktive aminosyrederivater må aminogruppen i sistnevnte liksom ved peptidsynteser generelt på en hensiktsmessig måte beskyttes for å delta i reaksjonen. Således forekommer f.eks. anvendelsen av b.enzyloksykarbonyl-aminosubstituerte acylforbindelser ved fremstilling av~penicillin. Beskyttelsesgruppen fjernes deretter ved katalytisk hydrering. Dette er imidlertid forbundet med store 'vanskelig-heter da penicillinets svovelatom forårsaker katalysatorfor-giftning. Andre innen peptidkjemien anvendte beskyttelses-grupper som fjernes ved protolyse" eller hydrolyse er ikke an-vendbare da penicillinets 6-laktamring er meget følsom for hydrolyse (inaktivering av penicillinet).

Dette faktum kan illustreres av en nylig publisert metode (Zervas et al. J. Amer. Chem. Soc. 85 (1963) 3660) der anvendelsen av o-nitrofenylsulfenylgruppen ved peptidsyntesen beskrives-.

Nitrofenylsulfenylgruppen avspaltes under meget svake betingelser ved innvirkning av syre, hensiktsmessig HC1

i eter, HB r i eter el-ler HC1 i etanol. Dette er med fremgang blitt anvendt ved peptidsynteser, slik det fremgår av Journal of American Chemical Society, 85 (1963) 3660. Denne avspalt-ningsmetode kan imidlertid ikke anvendes på nitrofenylsulfenyl-

aminopenicilliner, da disse på grunn av g-laktamringens store følsomhet mot elektrofile reagenser spaltes meget hurtig ved disse forhold.

Penicillinmolekylet er imidlertid også meget føl-somt mot nukleofile reagenser (F.P. Doyle og J.H.C. Nayler i N.J. Harper og A.B. Simmonds, Advances in Drug Research, Academic Press, 1964, volum 1, side 25) og i det minste et av de nukleofile reagenser, sulfittioner som anvendes i foreliggende fremgangsmåte er .kjent for sin evne til hurtig å in-aktivere penicillinmolekylene (0. Wintersteiner et al. i H.T. Clarke, J.R. Johnson og R. Robinson", The Chemistry of Penicillin, Princeton University Press, Princeton 19^9, side 221). Det er derfor meget overraskende og kunne ikke forutsees at spaltningen av nitrofenylsulfenylbeskyttelsesgruppen med de nukleofile reagenser som omtales .i foreliggende oppfinnelse kan gjennomføres uten at penicillinmolekylet sterkt spaltes.

I den grad litteraturen antyder noe skulle dette være at reaksjonen i henhold til oppfinnelsen for avspaltning av nitrofenylsulfenylgruppen fra nitrofenylsulfenylaminopeni-cilliner, hvis den overhodet kunne føre til en avspaltning av angjeldende gruppe, hvilket ikke kunne forutsies, skulle føre til en inaktivering -av penicillinet^.

Det har nå vist seg at man ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan unngå ovennevnte ulemper og oftest i omtrent kvantitativt utbytte avspalte o-nitrofenylsulfenyl-grupper fra aminopenicilliner under spesielt milde betingelser-og med fullt bibehold av den for antimikrobiell -aktivitet nød-vendige B-laktamstrukturen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal illustreres nærmere av følgende eksempler.

Eksempel 1-. Avspaltning av o-nitrofenylsulfenylgruppen fra a-(o-nitro-fenyl-sulfenylamino) benzylpenicillin med forskjellige reagenser.

Stamoppløsninger av ot-(o-nitrofenylsulfenylamino) benzylpenicillin- ble tilberedt ved å oppløse 2,7 g (5 mmol) av dets kaliumsalt i 50 ml av en blanding dioksan-vann (3 •"!)•

Porsjoner på 10,0 ml av denne oppløsning (tilsvar-ende 1,0 mmol penicillin) ble uttatt og pH innstilt på en for hver oppløsning valgt verdi mellom 1 og 8,5. De respektive oppløsninger ble deretter behandlet i en bestemt tid (vanligvis 10 minutter) under omrøring ved værelsestemperatur med 2,0 mmol reagens. Ved kontinuerlig tilførsel av fortynnet saltsyre under reaksjonens gang ble pH bibeholdt konstant. (De ved forsøkene anvendte reagenser og reaksjonsbetingelser angis i nedenstående tabell).

Etter avsluttet reaksjon ble pH justert til 2 og blandingen ekstrahert 3 ganger med 15 ml eter, i noen tilfelle etter tilsetning av 20 - 25 ml vann for å oppløse dannet utfelling. De forenede eterfaser ble vasket, to ganger med.vann og ekstrahert deretter med 10 ml 0,5 N kaliumbikarbonatoppløs-ning. Vannfasen inneholdende tilbakeværende a-(o-nitrofeny1-sulfenylamino) benzylpenicillin ble' adskilt, nøytralisert ved tilsetning av fortynnet saltsyre og fortynnet til det 1 neden-.stående, tabell angitte volum (.oppløsning A). Oppløsningen ble undersøkt med hensyn til penicillininnhold (ifølge Boxer et al. Anal. Chem. 21 (19^9) 670) og komponentenes Rf-verdi ble inn-gående bestemt ved papirkromatografi (ifølge Bachelor et. al. Nature 183 (1959) 257).

Den sure, opprinnelige vannfase- inneholdende dannet a-aminobenzylpenicillin ble nøytralisert og filtrert. Oppløs-ningen ble deretter fortynnet til angitt volum (oppløsning B, se tabell) samt analysert og kromatografert som beskrevet, for oppløsning A.

Som sammenligning og kontroll .ble det utført for-søk (nr. 1, 2 og 3) ved forskjellige surhetsgrader uten tilsetning a-v spesiell reagens, men forøvrig som beskrevet ovenfor. XI oppløsning B: mengde penicillin i mmol XII oppløsning B: Rf-verdi for antibiotisk aktive stoffer. Verdier innen () angir spormengder.

En autentisk prøve av a-aminobenzylpenicillin har Rf = 0,39-

Forsøkene nr. 1-3 viser resultatene ved arbeidet

i vannholdig miljø med reagenser ifølge J. Amer. Chem. Soc. og forsøk nr. 4-19 gir data for arbeidet ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Ved arbeidet-ifølge den modifiserte kjente metode lå utbyttet av dannet aminopenicillin ved gjennomsnittlig 0,06 mmol, idet utbyttet ved arbeidet i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen lå mellom 0,41 og 1,0 mmol eller omregnet i prosent var utbyttet ved arbeidet ifølge den modifiserte, kjente metode av størrelsesorden 6%, men ved arbeidet ifølge oppfinnelsen oppnådde man utbytter som i visse tilfeller gikk opp til 100% og ikke i noe tilfelle understeg 41%, dvs. i henhold til fremgangsmåten ifølge opprinnelsen får man utbytter som

er minst ca. 7 ganger så store som ifølge den kjente fremgangsmåte og som kan gå opp til 100% utbytte.

Det ved forsøkene som utgangsmateriale .anvendte kaliumsalt av a-(o-nitrof enylsulf enylamino)ben-zylpenicillin ble fremstilt på kjent måte.

Eksempel 2.

Fremstilling av a- aminobenzylpenicillin.

Kaliumsaltet av a-'(o-nitrofenylsulfenylamino) benzylpenicillin .(2,7 g, 5,0.mmol) ble oppløst i 50 ml 75% dioksan. pH ble innstilt på 3,0 ved tilsetning av 2,0 N saltsyre hvoretter natriumjodid (1,5 g, 10 mmol) ble tilsatt og blandingen omrørt i 10 minutter ved værelsestemperatur mens pH ble holdt konstant ved tilsetning av fortynnet saltsyre. Etter noen sekunder begynte oppløsningen å anta en kraftig jodfarve og straks deretter ble det dannet en utfelling. Joden ble avfarvet ved tildrypping av 1 molar natriumtiosulfat-oppløsning. Etter 10 minutter ble det tilsatt vann og blandingen surgjort til pH 2 samt vasket godt med eter. Herved opp-løstes størstedelen av den dannede utfelling seg. Vannfasen ble nøytralisert, filtrert og analysert idet den viste seg å inneholde 1,96 g ■ ( 112%) a-aminobenzylpenicillin, som ble identifisert ved papir.kromatogr.afi.

Vannopplclsningen ble konsentrert i vakuum ved 30°C til ca. 25 ml volum, filtrert, surgjort til pH 4,3 og fikk henstå natten over i kjøleskap. Den dannede hvite utfelling ble filtrert fra, vasket med isvann og tørket idet det fremkom 0,85 -g (-48,5%) a-aminobenzylpenicillin med en renhet på 94,5%

(hydroksylamin-bestemmelse).

Det dannede produkt ble identifisert ved papirkromatografi og IR-spektrografisk sammenligning med en autentisk, prøve av a-aminobenz;ylpenicillin.

På analog måte fåes fra kaliumsalt av a-(o-nitro-fenylsulfenylamino)-metylpenicillin og a-(o-nitrofenylsulfenyl-amino )-3-tenylpenicillin a-aminometylpenicillin samt a-amino-3-tenylpenicillin.

Eksempel 3-

Fremstilling av a- aminobenzylpenicillin.

Kaliumsalt.av a-(o-nitrofenylsulfenylamino) benzylpenicillin (2,7 g, 5,0 mmol) ble oppløst i 50 ml 75% dioksan. pH ble innstilt på 3>0 ved tilsetning av 2,0 N salt syre, hvoretter Na^O-^ . 5 H20(2,5 g, 10 'mmol) ble tilført og blandingen omrørt i 10 minutter ved værelsestemperatur og konstant pH. Deretter ble blandingen fortynnet med vann, surgjort til pH 2 og -vasket godt med eter. Den dannede vannfase ble nøytralisert, idet det langsomt dannet seg en farvet utfelling. Etter at oppløsningen hadde vært hensatt i flere timer ved værelsestemperatur , ble utfellingen fjernet ved filtrering og vasking med eter. Vannfasen inneholdt 1,4 g (80%) a-aminobenzylpenicillin, som ble identifisert ved papirkromatografi.

Vannoppløsningen ble behandlet som beskrevet i eksempel 2, idet det fremkom 0»,2 g a-aminobenzylpenicillin me'd et innhold av 84% (hydroksylamin-bestemmelse). Eksempel 4.

Fremstilling av a- amihobenzylpéniciTTin.

Forsøk 3 gjentas, imidlertid erstattes tiosulfatet med natriumditionat Na2S-20Ji((1,7 gj10 mmol). Ved opparbeid-elsen fåes som i forsøk 3 en langsom utfelling i den nøytrale vannfase. Utfellingen fjernes ved filtrering og vasking med eter hvorpå oppløsningen'analyseres. Den viste seg å inneholde 1*63 g (93%) a-aminobenzylpenicillin (identifisert- papirkromatografisk).

Ved oppløsningens konsentrasjon aom beskrevet i eksempel 2, kunne a-aminobenzylpenicillinet isoleres i form av et hvitt pulver: 0,5 g, med et innhold på 97% (hydroksylamin-bestemmelse).

Det dannede produkts identitet ble påvist ved en papirkromatografisk og IR-spektrografisk sammenligning med en autentisk prøve av a-aminobenzylpenicillin.

Eksempel 5-

Fremstilling av a- aminobenzylpenicillin.

Forsøk 3 ble gjentatt, men istedenfor natriumtio— sulfat ble det anvendt kaliumrodanid (1,0 g, 10 mmol). Ved opparbeidelse ifølge eksempel 2, fremkom ved nøytralisering av vannfasen bare en ubetydelig utfelling som ble fjernet ved filtrering. Analyse viste- at vannfasen inneholdt- 1,74 g (100%) a-aminobenzylpenicillin som ble identifisert papirkromatografisk. Ved konsentrering i vakuum ved 30°C ble det av vannopp-løsningen, på samme måte som i eksempel 2, isolert 0,9 g (51%) a-amino-benzylpenicillin med et innhold på 87% (hydroksylamin-bestemmelse).

Det dannede produkts identitet ble påvist ved en papirkromatografisk og- IR-spektrografisk sammenligning med en autentisk prøve av a-aminobenzylpenicillin.

Eksempel 6.

Fremstilling av a- aminobenzylpehicilTin.

Til en nøytral oppløsning av kaliumsaltet av a-{o-nitrof enylsulf enylamino) -benzylpenicillin ('2,7 g, 5,0 mmol)

i 50 ml vann, ble -det ved værelsestemperatur satt Na<2S20->j.

5 H20 (2,5 g., 10.mmol). Oppløsningen ble omrørt i 20 minutter idet pH ble holdt ved 7 ved tilsetning av fortynnet saltsyre. Deretter ble det surgjort til pH 2 og den dannede utfelling fjernet for den største del ved vasking med eter (3 x 50 ml).' Vannfasen ble dekantert fra tilbakeværende utfelling og nøy-tralisert, hvorved en ny utfelling langsomt ble dannet. Også denne ble fjernet ved vasking med eter og den dannede klare vannoppløsning (70 ml) ble analysert og viste seg å inneholde 17j9mg a-aminobenzylpenicillin pr. ml, hvilket tilsvarer et utbytte på l.,25 g (71%) av penicillinet, som ble identifisert papirkromatografisk.

Vannoppløsningen ble konsentrert i vakuum ved

30°C til ca. 20 ml volum, surgjort til pH 4,3 og fikk henstå

to timer i kjøleskap. Den dannede utfelling ble filtrert fra, vasket med isvann og tørket, hvorved det fremkom 0,2 g a-amino-benzylpenicillin med et innhold på 87% (hydroksylamin-bestemmelse).

Det dannede .produkts identitet ble påvist ved en papirkromatografisk og IR-spektr.ografisk sammenligning med en autentisk prøve av a-aminobenzylpenicillin.

Eksempel 7-

Fremstilling av 6-7_ D(-)-a-amino.-.a.-f.eny.l.ac.e.t.ami.d£/.p.e.nic.i.ll.i.ns.yr.e.

Kaliumsaltet av 6-/_ D(-)-a- (o-nitrof enylsulfenyl-amino)-a-fenylacetamido7-penicillansyre (1,9 g»0,0035 mol)

ble oppløst i 50 ml 75% dioksan, surgjort til pH 2 med 2 N saltsyre og blandet under omrøring med natriumjodid (1,5 g,

0,01 mol). Natriumtiosulfat ble tilsatt dråpevis for å avfarve den dannede jod, mens mere saltsyre ble tilført for å holde pH konstant ved 3. Etter 10 minutter ble det surgjort til pH 2 og reaksjonsblandingen ble vasket-med eter og ble filtrert. Vannfasen ble nøytralisert og viste seg ved analyse å

inneholde 0,94 g a-aminobenzylpenicillin. Vannoppløsningens konsentrering i vakuum ved 25°C til ca. 15 ml volum, sur-gjøring til pH 4,3 og oppbevaring i kjøleskap natten over, ga. 0,35 g 6-_/ D(-)-a-amino-a-fenylacetamid£7penicillansyre , smeltepunkt 228°C under spaltning, /_<_>a7^°: .+ 274° (C = 1, sitronsyre/dinatriumfosfat-buffer, pH 4-,5) £~Doyle, F.P., Fosker, C.R., Nayler, J.H.C. og Smith H., J. Chem. Soc. 1962, 1440: Smeltepunkt ca. 202°C, /"aT^<1>: +281° (C = 1, H2)_)7. Eksempel 8.

Fremstilling av B- aminoetylpenicillin.

Kaliumsaltet av B-(o-nitrofenylsulfenylamino) etylpenicillin (5,0 g) ble oppløst i 25 ml 50% dioksan, surgjort til pH 3 med 2 N svovelsyre og blandet under omrøring med natriumjodid (3 g)• Under fortsatt omrøring ble det tilsatt dråpevis M natriumtiosulfatoppløsning for å avfarve den dannede jod samtidig som 2 N- svovelsyre ble tilført for å holde pH konstant ved 3- Reaksjonsblandingen ble surgjort til pH 2 og vasket med eter. Vannfasen ble filtrert, nøytralisert og konsentrert til lite volum i vakuum ved 30°C, hvoretter pH ble justert til 4,5- Etter 2 timer i kjøleskap frafiltrertes den dannede utfelling og vasket med litt vann og tørket. Herved fåes 1,0 g g-aminoetylpenicillin med et innhold på 72% (hydroksylamin-bestemmelse' med 6-aminopenicillansyre som standard).

Det dannede produkt inhiberte veksten av Staph. aureus, Oxford med en konsentrasjon på 2,5 mcg/ml.

Eksempel 9 -

Fremstilling av e- aminopentylpenic:illin.

En oppløsning av kaliumsaltet av e-(o-nitrofenyl-sulf enylamino)pentylpenicil!in (5,6 g) i 25 ml 75% dioksan ble surgjort til pH 3 med fortynnet svovelsyre og blandet under omrøring dråpevis med N natriumjodidoppløsning mens mere svovelsyre ble tilsatt for å holde pH konstant ved 3. Etter at syreforbruket var opphørt og ytterligere tilsetning av natriumjodid ikke førte til forandring av pH, ble det surgjort til pH 2. og blandingen vasket godt med kloroform for å fjerne dannet jod, ble filtrert, nøytralisert og frysetørket. Herved fremkom 4,9 g e-aminopentylpenicillin med et innhold på 15,4%

(hydroksylaminbestemmelse med 6-aminopenicillansyre som standard) .

Det dannede produkt inhiberte veksten av Staph.

aureus, Oxford -ved en konsentrasjon på 1,25 mcg/ml og inneholdt i sitt IR-spektrum et bånd ved 1770 cm"<1>som viste nær-vær av en 6-låktamring.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av aminopenicilliner med strukturformel

   samt ikke-toksiske salter herav, -hvor R er et hydrogenatom, fenyl eller -tienyl og n er et helt tall fra 0 til og med 4, karakterisert ved at en forbindelse med struk- turformelen

   hvori -R og n har den ovenfor angitte' betydning, omsettes i vann eller et vannholdig organisk oppløsningsmiddel med et nukleofilt reagens som utgjøres av jodid-, tiocyanat-, sulfit-, tiosulfat- eller ditionitioner eller blandinger herav, og, hvis ønsket, overføres den dannede forbindelse til et ikke-toksisk salt.