NO138769B - Mellomprodukt ved fremstilling av cefalosporin-antibiotika - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår et mellomprodukt ved fremstilling

av cefalosporin som er substituert i 3-stillingen med en merkapto-

tiadiazol- eller en merkaptotetrazol-gruppe og i 7-stillingen med en fenylacetylgruppe som bærer en a-amino- eller hydroksygruppe.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes et mellom-

produkt som karakteriseres ved at det har formelen:

Y er hydrogen eller hydroksy

De nye mellomprodukter kan fremstilles ved at en cefalosporinforbindelse med formelen 3 hvor R er hydrogen eller hvor R og X" er som ovenfor angitt, omsettes med en tiol med formelen hvor Z og Q er som ovenfor angitt for å fortrenge acetoksy-gruppen i 3-stillirigen i nevnte forbindelse med formel II, og, har R 3 er hydrogen, acyleres aminogruppen i 7-stillingen ved omsetning med et acyleringsmiddel som inneholder minst et radikal med formelen

hvor R og X" er som ovenfor angitt.

De antibiotiske cefalosporin-forbindelser som fremstilles ved hjelp av mellomproduktene i henhold til oppfinnelsen har en meget høy aktivitetsgrad og er allikevel usedvanlig stabile.

De er ikke bare stabile overfor leverenzymer, men de er også stabile overfor de cefalosporinaser som dannes av Gram-negative bakterier. Som en følge av dette vil forbindelsene være i stand til å gi antimikrobiologisk aktivitet i lengre tid.

De nye mellomprodukter kan således fremstilles ved at 3-acetoksy-gruppen i 7-aminocefalosporansyre fortrenges med enten en 1-alkyl-l,2,3,4-tetrazol-5-tiol eller en 2-alkyl-l,3,4-tiadiazol-5-tiol fulgt av acylering av 7-aminogruppen med den ønskede substituerte eddiksyre. Fortrengningen av en estergruppe med en tiolgruppe er en velkjent reaksjon, og kan utføres i vandig oppløsning ved en temperatur i området fra ca. 50-100°C i nærvær av en mild base så som natriumbikarbonat. Fortrinnsvis anvendes et overskudd av tiolen. Alkylgruppen i 1-stillingen i den anvendte tetrazol kan være metyl, etyl eller propyl. Den anvendte tiadiazol kan ha en metyl-, etyl- eller propylgruppe i 2-stillingen.

De nye forbindelser med formel I oppnås derefter ved acylering av 7-aminogruppen i tio-forbindelsene fra fortrengnings-reaksjonen med den ønskede substituerte eddiksyre. Acyleringen av 7-aminogruppen i cefalosporiner er en velkjent reaksjon og kan utføres ved hjelp av syrehalogenidet eller blandet anhydrid. Den spesielt anvendte acyleringsmetode er ikke viktig for fore-liggende oppfinnelse.

Stereoisomeri forekommer rundt det asymmetriske a-karbonatom i disse syrer. Det er velkjent at det generelt er D-isomeren som oppviser biologisk aktivitet i det endelige produkt.

For å oppnå de antibiotisk aktive forbindelser som har formelen

hvor R og R"*" er som ovenfor angitt, og X er NH2eller OH, omdannes gruppen -NHR<2>eller

mellomproduktet til henholds-

vis en gruppe -NH^eller -OH. De antibiotisk aktive forbindelser, som er gjenstand for vår ansøkning 1471/70, har en høy aktivitetsgrad og er allikevel usedvanlig stabile.

I det følgende illustrerer eksemplene 1 og 2 fremstilling av utgangsmaterialet som anvendes ved fremstilling av de nye mellomprodukter, mens eksemplene 3 og 4 illustrerer fremstilling av mellomproduktene og deres videre omdannelse til de antibiotisk aktive cefalosporiner.

Eksempel 1

Til en omrørt blanding av 27,2 g (0,1 mol) 7-aminocefalosporansyre i 200 ml vann og 100 ml aceton ble satt en mettet oppløsning av natriumbikarbonat til en pH på 7,9. Denne oppløsning ble anbragt i et 80°C bad, og da den indre temperatur hadde nådd 45°C, ble en oppløsning av 19,6 g (1,15 mol) 2-metyl-l,3,4-tiadiazol-5-tiol i 200 ml aceton tilsatt. Blandingen ble opp-varmet i 80°C badet i 3 timer og ble derefter avkjølt til 10°C, og pH-verdien ble regulert til 3,9 ved tilsetning av 6N saltsyre.

Den kolde blanding ble omrørt i 15 minutter, og det faste stoff ble oppsamlet, vasket med aceton og tørret. Man fikk 24 g (70%)

av 7-amino-3-(2-metyl-l,3,4-tiadiazol-5-tiometyl)-A 3-cefem-4-karboksylsyre. Den ventede struktur ble bekreftet ved kjernemagnetisk resonans-spektroskopi og ultrafiolett spektroskopi.

Eksempel 2

Eksempel 1 ble gjentatt under anvendelse av 1-metyl-1,2,3,4-tetrazol-5-tiol istedenfor tiadiazolen. Man fikk 25 g (76%) av 7-amino-3-(l-metyl-l,2,3,4-tetrazol-5-tiometyl)-A<3->cefem-4-karboksylsyre. Igjen ble strukturen bekreftet ved hjelp av kjernemagnetisk resonans-spektroskopi og ultrafiolett spektroskopi.

Eksempel 3

D-mandelsyre (15,2 g, 0,1 mol) ble omrørt i 250 ml maursyre, og blandingen fikk stå ved romtemperatur i 2 dager.Oppløsningen ble konsentrert under vakuum, residuet ble oppløst

i benzen, benzenoppløsningen ble vasket med vann, tørret over magnesiumsulfat, filtrert og konsentrert til tørrhet for å gi 13,2 g D-mandelsyre-formiatester. Til en oppløsning av 3,6 g (0,02 mol) av D-mandelsyre-formiatesteren og 25 ml tørr benzen ved romtemperatur ble satt 5 ml oksalylklorid og 1 dråpe dimetyl-formamid. Efter omrøring i 2 timer ved romtemperatur ble opp-løsningen konsentrert under vakuum for å gi formiatesteren av D-mandelylklorid som en olje som ble oppløst i 40 ml aceton.Syreklorid-oppløsningen ble satt til en iskold oppløsning av 3,44 g (0,01 mol) av produktet fra eksempel 1 og 5 g natriumbikarbonat i lOO ml vann og 100 ml aceton. Denne blanding ble omrørt avkjølt i 1 time og derefter ved romtemperatur i 2 timer. Acetonet, ble fjernet under redusert trykk, og den resulterende, vandige blanding ble satt til en kold, omrørt blanding av 100 ml vann og 200 ml etylacetat. pH-verdien ble regulert til 2,0 ved tilsetning av 6N saltsyre. Efter filtrering gjennom et filtrerings-hjelpemiddel ble vannlaget kastet, og etylacetatlaget ble vasket med vann, tørret over magnesiumsulfat og konsentrert under vakuum

ti .L en c i je. Oi jen ble utgnidd med eter for å frembringe størkning, og det faste stoff ble oppsamlet og tørret for å gi 4 g 7-(D-2-formyioksy-2-fenylacetamido)-3-(2-metyl-l,3,4-tiadiazol-5-tiometyl)-A 3-cefem-4-karboksylsyre.

NMR-spekteret oppviser topper ved 2,7, 3,3-3,5 (triplett), 3,8,

4,1, 4,3, 4,5, 4,9-5,0 (dublett), 5,5-5,7 (dublett), 6,2 og 7,4.

Til 2,64 g (0,54 mol) av den formiatbeskyttede tiadiazol-cefalosporansyre i 30 ml vann ble satt 2,5 g natriumbikarbonat,

og blandingen ble omrørt i 3 timer ved romtemperatur. Blandingen ble fortynnet til 50 ml med vann, 50 ml etylacetat ble tilsatt over vannet, det hele ble avkjølt i et isbad, og pH-verdien ble regulert til 2 ved tilsetning av saltsyre. Lagene ble fraskilt,

og etylacetatlaget ble vasket med vann, tørret over magnesium-

sulfat og oppslemmet med eter for å utfelle produktet som ble oppsamlet for å gi 1,4 g urenset 7-D-mandelamido-3-(2-metyl-l,3,4-tiadiazol-5-tiometyl)-A 3-cefem-4-karboksylsyre. Til 1,3 g (0,0026 mol) av den urensede syre i 5 ml absolutt etanol ble satt 2,-6 ml IN natriumacetat i metanol. Blandingen ble omrørt og av-kjølt, og det faste stoff som ble utskilt, ble oppsamlet for å

gi 1,1 g av natriumsaltet av cefalosporinsyren. Dette natriumsalt ble omkrystallisert ved oppløsning i metanol og tilsetning av isopropanol for å frembringe utfelling. Denne behandling ga natrium-7-D-mandelamido-3-(2-metyl-l,3,4-tiadiazol-5-tiometyl)-

A<3->cefem-4-karboksylat. Strukturen ble bekreftet ved kjernemagnetisk resonansspektroskopi og ultrafiolett spektroskopi. Forbindelsen hadde en pKg på 4,9. Den frie syre ble også om-

dannet til dicykloheksylaminsaltet som ble underkastet elementær-analyse.

Analyse: Beregnet for<c>i9<H>i8<N>4<0>5<S>3'<C>12<H>23<N:>c56'42'H 6'26'N 10,61.

Funnet: C 56,45, H 6,34, N 10,41.

Eksempel 4

En oppløsning av 2,46 g (0,01 mol) D-fenylglycin i

hvilket aminogruppen var beskyttet med t-butyloksykarbonyl-

gruppen, i 50 ml tetrahydrofuran ble avkjølt til -10°C i et is-aceton-bad. Til denne kolde oppløsning ble satt 1,4 ml trietyl-

amin og 1,3 ml isobutylklorformiat. Oppløsningen av det resulterende, blandede, anhydrid ble omrørt i kold tilstand i 20 minutter og derefter satt til en kold, omrørt oppløsning av 3,44 g (0,01 mol) av produktet fra eksempel 1 og 1,4 ml trietylamin

i 50 ml vann og 50 ml tetrahydrofuran. Denne reaksjonsblanding ble omrørt i 1 time i kold tilstand og 2 timer ved romtemperatur. Tetrahydrofuranet ble avdrevet under vakuum, og den vandige blanding ble hellet i en kold, omrørt blanding av 50 ml vann og 100 ml etylacetat. pH-verdien ble regulert til 2 ved tilsetning av 6N saltsyre. Blandingen ble filtrert gjennom et filtrerings-hjelpemiddel, og det vandige lag og etylacetatlaget ble adskilt. Etylacetatlaget ble vasket med vann, tørret over magnesiumsulfat, filtrert og inndampet til tørrhet under vakuum. Residuet ble utgnidd med eter og filtrert for å gi 4 g fast produkt, som er tert-butyloksykarbonyl-substituert 3-(2-metyl-l,3,4-tiadiazol-5-tiometyl)-7-D-fenylglycylamido-A 3-cefem-karboksylsyre. NMR-spekteret oppviser topper ved 2,0-2,1 (kvartett), 2,7, 3,7 4,4-4,5 (dublett), 5,0-5,1 (dublett), 5,4-5,6 (triplett), 5,7-6,0 (kvartett), 7,2-7,6 (kvartett).

For å fjerne t-butyloksykarbonylgruppen ble dette faste stoff omrørt i 20 ml iskold trifluoreddiksyre i 5 minutter, og blandingen ble derefter konsentrert under vakuum. 10 ml etylacetat ble tilsatt, og blandingen ble igjen inndampet under vakuum. Residuet ble omrørt med 30 ml vann og 30 ml metylisobutylketon, og tributylamin ble tilsatt til en pH på 4,0. Det utfelte, faste stoff ble oppsamlet for å gi 0,75 g urenset 3-(2-metyl-l,3,4-tiadiazol-5-tiometyl)-7-D-fenylglycylamido-A 3-cefem-4-karboksylsyre. Vannlaget ble vasket med metylisobutylketon, inndampet til tørrhet, og residuet ble oppslemmet med acetonitril og filtrert for å gi ytterligere 0,86 g fast materiale. For å oppnå rent materiale ble 0,59 g av det faste stoff som ble utfelt ved pH 4, omrørt med 3 ml formamid, 3 ml vann og 1 ml metanol, oppløsningen ble filtrert, og 20 ml acetonitril ble tilsatt. Denne blanding ble avkjølt i flere timer, og det faste stoff som ble utfelt, ble oppsamlet for å gi 0,15 g rent produkt. Det kjernemagnetiske resonans-spektrum var i overensstemmelse med den foreslåtte struktur, og bio-autografisk viste materialet én flekk.

Analyse: Beregnet for<c>i9Hi9N504S3"H20: C 46,04, H 4,27, N 14,13

Funnet: C 46,10, H 4,55, N 14,06.

Claims (1)

1. Mellomprodukt ved fremstilling av cefalosporin- antibiotika med formelen

   Y er hydrogen eller hydroksy

   Z og Q er C-^-Cj-alkyl; X er -NH2eller -OH; og de farmasøytisk akseptable salter derav,karakterisert vedat det har formelen hvor R oa R^" er som ovenfor angitt oq