NO166228B - Halogenerte cephalosporinderivater. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører nye, i syn-form foreliggende halogenerte cephalosporinderivater med den generelle formel

hvor Y betyr et halogenatom og X en av gruppene

såvel som deres salter.

De nye cephalosporinderivater med formel II kan eksempelvis anvendes ved fremstilling av i syn-form foreliggende cephalosporinderivater med den generelle formel

hvor X har forannevnte betydning, såvel som av salter av disse forbindelser og hydrater av disse forbindelser henh. salter. Denne fremgangsmåte er særpreget ved at man omsetter et cephalosporinderivat med formelen II eller et salt av denne forbindelse med tiourea og, hvis ønsket, overfører en erholdt forbindelse med formel I i et salt eller hydrat

henholdsvis et hydrat av dette salt.

Gruppen (b) foreligger i tautomer likevekt med gruppen (a).

Eksempler på salter i forbindelsene med formel I og II er alkalimetallsalter slik som natrium- og kaliumsalt; ammoniumsaltet; jordalkalimetallsalter slik som kalsium-saltet; salter med organiske baser slik som salter med aminer, f.eks. salter med n-etyl-piperidin, prokain, dibenzylamin, N,N<1->dibenzyletyletylendiamin, alkylaminer eller dialkylaminer, samt salter med aminosyrer som f.eks. salter med arginin eller lysin. Saltene kan også være monosalter eller også disalter. Den andre saltdannelse kan oppstå i forbindelser med hydroksyresten i 2,5-dihydro-6-hydroksy-2-metyl-5-okso-as-triazin-3-ylgruppen.

Forbindelsene med formel I danner likeledes addisjonssalter med organiske eller uorganiske syrer. Eksempler på slike salter er hydrohalogenidene, f.eks. hydroklorider, hydro-bromider, hydrojodider samt andre mineralsyresalter slik som sulfater, nitrater, fosfater og lignende, alkyl- og mono-arylsulfonater o.l., og også andre organiske syresalter slik som acetater, tartrater, maleater, citrater, benzoater, salicylater, ascorbater o.l.

Forbindelsene med formel I (inklusive deres salter) kan være hydratisert. Hydratiseringen kan skje i løpet av fremstillingsprosessen eller oppstå langsomt som følge av de hygroskopiske egenskapene av et foreløpig vannfritt produkt.

Produktene ifølge oppfinnelsen foreligger i den syn-isomeriske form (Z-form)

i motsetning til den anti-isomere form (E-form) De halogenerte cephalosporinderivater med formel II kan ifølge oppfinnelsen fremstilles f.eks. ved en fremgangsmåte som er karakterisert ved at man omsetter et primært amin med den generelle formel hvor X har den ovennevnte betydning, med en halogenert karboksylsyre med den generelle formel

hvor Y er et halogenatom, eller med et reaksjonsdyktig derivat av denne forbindelse. Den halogenerte karboksylsyre med formel IV anvendes enten i fri form i nærvær av et kondensasjonsmiddel, f.eks. et N,N'-disubstituert karbodi-imid, slik som N,N<1->dicykloheksylkarbodiimid, eller en azolidforbindelse, slik som N,N<1->karbonyldiimidazol eller N,N'-tionyldiimidazol eller også i form av et syrehalogenid,

slik som syreklorid eller -bromid, i form av et syreanhydrid, slik som syreanhydrid, med en karbonsyremonoester, f.eks. med monometyl- eller monoisopropylkarbonat, eller i form av en aktivert ester, slik som p-nitrofenylester, 2,4-dinitrofenylester, N-hydroksy-succinimidester eller N-hydroksyftalimidester. Reaksjonen skjer generelt i et inert organisk oppløsningsmiddel, f.eks. et halogenert hydrokarbon slik som kloroform, diklormetan, tetraklorkarbon, i et eter f.eks. tetrahydrofuran, dioksan, i dimetylformamid, dimetylacetamid, vann eller blandinger derav. Reaksjonstemperaturen ligger fortrinnsvis i området på ca. -50 til + 40°C, fortrinnsvis ved ca. -10 til +10°C.

Halogenerte cephalosporinderivater med formel II ifølge oppfinnelsen kan også fremstilles ved en fremgangsmåte som er karakterisert ved at man halogenerer en forbindelse med den generelle formel

hvor X har den ovennevnte betydning. Det her anvendte utgangsprodukt med formel V kan på sin side fremstilles ved en fremgangsmåte som er karakterisert ved at man omsetter det ovenfor definerte primære amin med formel III med 3-okso-2-metoksiminosmørsyre eller med et reaksjonsdyktig derivat av denne forbindelse. Denne omsetning forløper i det vesentlige på samme måte som den ovenfor beskrevne acylering av det primære amin med den halogenerte karboksylsyre med formel IV hhv. med et reaksjonsdyktig derivat derav. Halogeneringen av det erholdte acyleringsprodukt med formel V fører til de ovenfor definerte halogenider med formel II og skjer fortrinnsvis ved behandling med det tilsvarende halogen eller tionylhalogenid, f.eks. med klor,

brom eller sulfurylklorid, foretrukket i et inert oppløs-ningsmiddel, slik som halogenert hydrokarbon, f.eks. diklormetan, dikloretan, kloroform, dikloretylen, tetraklorkarbon eller en lavere alkankarboksylsyre slik som eddiksyre, et aromatisk oppløsningsmiddel slik som benzen eller toluen. Reaksjonstemperaturen ligger generelt mellom ca. (<T>C og 60 "C.

Den ovenfor beskrevne omsetning av halogenidet med formel II hhv. et salt derav med tiourea forløper ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis i et inert oppløsningsmiddel, som f.eks. i et lavere alkanol, f.eks. etanol, i et lavere keton, som aceton, i en eter, som tetrahydrofuran, dioksan, i dimetylformamid, dimetylacetamid, i vann eller i blandinger derav. Reaksjonstemperaturen ligger generelt i området på ca. 0°C til 60'C, fortrinnsvis ved romtemperatur. Som halogenid med formel II kan anvendes klorid, bromid, fluorid eller jodid, fortrinnsvis anvendes det kloridet eller bromidet. Det kan anvendes den frie syre med formel II, valgfritt imidlertid også et salt derav, idet de samme salter som ovennevnte salter av forbindelsene i formel I kommer i betraktning.

Fremstilling av saltene og hydratene av forbindelsene med formel I hhv. hydratene av disse salter kan skje på i og for seg kjent måte, f.eks. ved omsetting av karboksylsyren med formel I med en ekvivalent mengde av den ønskede base, hensiktsmessig i et oppløsningsmiddel, slik som vann eller i et organisk oppløsningsmiddel, slik som etanol, metanol, aceton og andre fler. Ved anvendelse av en ytterligere ekvivalent på basen skjer saltdannelsen også på en eventuelt tilstedeværende tautomer enolform (2,5-dihydro-6-hydroksy-2-metyl-5-okso-as-triazin-3-ylgruppe X), idet det oppstår et disalt. Saltdannelsens temperatur er ikke kritisk. Den ligger generelt ved romtemperatur, men kan lett ligge over eller under denne, omtrent i området av 0°C til +50°C. Fremstilling av saltene av forbindelsene med formel II skjer på analog måte.

Fremstillingen av hydratene skjer for det meste automatisk under fremstillingsprosessen eller som følge av hygroskopiske egenskaper av et foreløpig vannfritt produkt. Ved en tilsiktet fremstilling av et hydrat kan et helt eller delvis vannfritt produkt (karboksylsyre med formel I hhv. ester, eter eller salt derav) utsettes for en fuktig atmosfære, f.eks. ved ca. +10°C til +40°C.

En eventuell oppnådd syn/anti-blanding av en forbindelse med formel I kan oppspaltes på vanlig måte i de tilsvarende syn- og anti-former, f.eks. ved omkrystallisasjon eller ved kromatografiske metoder under anvendelse av et egnet oppløsningsmiddel hhv. oppløsningsmiddelblanding.

Forbindelsene med formel I samt de tilsvarende salter hhv. hydrater av disse produkter er antibiotisk virksomme, spesielt baktericid virksomme. De har et bredt virknings-spektrum mot gram-positive og gram-negative mikroorganismer,, inklusive e-lactamase dannende stafylokokker og forskjellige e-lactamase-dannende gram-negative bakterier slik som f.eks. Pseudomonas aeruginosa, Haemophilus influenzae, Escherichia coli, Serratia macescens, Proteus- og Klebsiella-arten.

Forbindelsene med formel I samt de tilsvarende lett hydrolyserbare estere, etere og saltene hhv. hydratene av disse produkter kan anvendes til behandling og profylakse av infeksjonssykdommer. For en voksen person kommer en dose på omtrent 0,1 g til omtrent 2 g pr. dag i betraktning. Den parenterale administrasjon av forbindelsene ifølge oppfinnelsen er særlig foretrukket.

For påvisning av den antimikrobielle virksomhet av nevnte produkter ble aktiviteten in vitro (minste hemningskonsen-trasjon i pg/ml) bestemt for (6R,7R)-7-[2-(2-amino-4-tiazolyl)-2-(Z-metoksyimino)acetamido]-3-[[(2,5-dihydro-6-hydroksy-2-metyl-5-okso-as-triazin-3-yl)tio]metyl]-8-okso-5-tia-l-azabicyklo[4.2.0]okt-2-en-2-karboksylsyre (i det følgende betegnet med A), et representativt eksempel for fremgangsmåteproduktene som oppnås ifølge oppfinnelsen. Resultatet er sammenfattet i den etterfølgende tabell:

Den antibakterielle virkning in vivo ble bestemt på følgende måte:

Grupper på 5 mus infiseres interaperitonealt med en vandig suspensjon av Escherichia coli. Tre ganger, dvs. 1 time, 2Yi time og 4 timer etter infeksjonen, appliseres prøvesubstan-sen i fysiologisk koksaltoppløsning. Tallet på overlevende dyr bestemmes på 4. dag. Det appliseres forskjellige doseringer, og ved interpolasjon bestemmes den dose ved hvilken 50% av forsøksdyrene overlever (CD50, mg/kg).

Produktene med formel I kan brukes som legemidler, f.eks. i form av farmasøytiske preparater som kan inneholde disse eller saltene deres i blanding med et for den enterale eller parenterale applikasjon egnet farmasøytisk, organisk eller uorganisk inert bæremateriale slik som f.eks. vann, gelatin, gummi arabicum, melkesukker, stivelse, magnesiumstearat, talkum, vegetabilsk olje, polyalkylenglykoler, vaselin osv. De farmasøytiske preparatene kan foreligge i fast form, f.eks. som tabletter, dragére, suppositorier, kapsler; eller i flytende form, f.eks. som oppløsninger, suspensjoner eller emulsjoner. Eventuelt er de sterilisert og/eller inneholder hjelpestoffer slik som konserverings-, stabiliserings-, fukte- eller emulgermiddel, salter til forandring av det osmotiske trykk, anaesthetica eller puffer. De kan dessuten også inneholde andre terapeutisk verdifulle stoffer. Forbindelsene med formel I og saltene hhv. hydratene derav kommer fortrinnsvis for den parenterale applikasjon i betraktning og tilberedes til dette formål fortrinnsvis som lyofilisater eller tørrpulver til fortynning med vanlige agentier, slik som vann eller isotonisk koksaltoppløsning.

Eksempel 1

37,1 g (7R) -7-amino-3-desacetoksy-3-/"( 2 , 5-dihydro-6-hydroksy-2-metyl-5-oxo-as-triazin-3-yl)-tiq7-cephalosporansyre sus-penderes i 800 ml eddikester og 100 ml N,O-bis-(trimetyl-silyl)-acetamid tilsettes. Blandingen røres under utelukkel-se av fuktighet i 30 minutter ved 25°C, hvorved en lysgul oppløsning oppstår.I denne til -10°C nedkjølte oppløsning dryppes det en oppløsning på (Z)-4-brom-2-metoksyimino-3-oxo-smørsyre-klorid, som er fremstilt av 22,4 g (Z)-4-brom-2-metoksyimino-3-oxo-smørsyre i 300 ml alkohol- og vannfritt diklormetan og 20,8 g fosforpentaklorid ved 8-10°C,

i 30 minutter ved minus 10 til 0°C. Reaksjonsblandingen røres i 30 minutter ved 0-5°C og 1 time ved 2 5°C. Det tilsettes 1 liter eddikester og 500 ml vann under omrøring. Den vandige fase og det harpiksaktige mellomskikt kastes. Den organiske fase vaskes seks ganger med hver 500 ml vann/ tørkes med natriumsulfat og reduseres under vakuum ved 4 0°C til et volum på 200 ml. Dette oransje farvede konsentrat dryppes til 1,8 liter eter under omrøring, hvorved reaksjohs-produktet felles ut amorft. Dette frafiltreres, vaskes med 1 liter eter og 1 liter dyptkokende petroleter og tørkes over natten under vakuum ved 35°C. Man oppnår 37,2 g (64,4

% teor.utb.) (6R, 7R) -7-/4-brom-2-/"(Z) -metoksyiminq7aceto-acetamidq7-3-/2r(2» 5-dihydro-6-hydroksy-2-metyl-5-oxo-as-triazin-3-yl) tio7metyl/-8-oxo-5-tia-l-azabicyklo/*4 . 2 . O/oct-2-en-2-karboksylsyre som beige, amorft produkt med /"°c./D

= -2 23,1° (c = 1 i metanol. <1>H-NMR-spektrum i DMSO-dg ( 6 -verdier i ppm, s = singlett, d = dublett, q = kvartett,

b = bred; J = koblingskonstant i Hz; protonantall i parentes) : 3,60 (N-CH3) (s) (3), 3,63 (2-CH-) (AB-q/sentrerings-verdi; Jgem = 18 Hz) (2), 4,07 £= N^0Cf*3, {Z)J (s) (3), 4,25 (3-CH--S) (AB-q/sentreringsverdi; J em =13 Hz) (2),

2 ^ ^ gem ' 4,62 (Br-CH2-) (s) (2), 5,15 (H-6) (d,JH_g H_?= <5> Hz) (1), 5,78 (H-7) (q,JH_7;NH = 8 Hz, JH_7/H_6 <=><5>'<hz>) (1), 9,47 (NH)

(<dJ>NH>H_7= 8 Hz) (1), 11,12 (-COOH og -OH) (b) (2).

Den som utgangsforbindelse anvendte (Z)-4-brom-2-metoksy-imino-3-okso-smørsyre kan fremstilles som følger: 592,1 g aceteddiksyre-tert.-butylester oppløses i 560 ml iseddik. I denne oppløsning dryppes det ved 5-10°C

i løpet av 2\ timer en oppløsning på 290,6 g natriumnitrit i 655 ml vann. Den oppståtte gule suspensjon røres i 30 minutter ved 20°C, tilsettes 940 ml vann og røres ytterligere 2 timer. Blandingen tilsettes 900 ml vann og 900 g is og ekstraheres i rørebeholderen tre ganger med 1 liter etylacetat. De forenede etylacetateksttaktene vaskes tre ganger med 1 liter vann, tilsettes derefter 5 liter vann,

og med natrimhydrogencarbonat justeres pH-verdien til 6,8. Efter adskillelsen av den vandige fase vaskes det enda engang med vann. Derefter tørkes etylacetatoppløs-ningen over hatriumsulfat og inndampes under vakuum ved 4 0°C. Man oppnår (A)-2-hydroksyimino-3-oxo-smørsyre-tert.-butylester som gul olje som tørkes enda i 9 timer unc^er høyvakuum ved 40°C. Utbyttet er 626,65 g (89,2 % teor.utb.).

626,65 g(Z)-2-hydroksyimino-3-oxo-smørsyre-tert.-butylester oppløses i 2,86 liter aceton. Oppløsningen kjøles ned til 5°C og tilsettes porsjonsvis 703,5 g kaliumkarbonat. I den gule suspensjon dryppes derefter uten kjøling 322 ml dimetyl-sulfat i løpet av 1 time, hvorved blandingens temperatur ikke skal stige over 25°C. Den lysbeige suspensjon røres ved 20-25°C i ca. 4 timer, inntil tynnskiktchromatografisk ikke lengre kan påvises noen utgangsmateriale. Derefter hel-les blandingen i 7 1 vann og ekstraheres med 1 liter etylacetat. De forenede etylacetatekstraktene vaskes tre ganger med 1 liter vann, tørkes over natriumsulfat og inndampes under vakuum ved 4 0°C. Den tilbakeblivende, gule olje tørkes enda 6 timer ved høyvakuum ved 40 oC og destilleres derefter. Man oppnår 577 g (Z)-2-metoksyimino-3-oxo-smørsyre-tert.-butyl-ester (85,6 % teor.utb.) som gul olje med en kokepunkt på 57°C ved 0,02 mm Hg. <i>H-NMR-spektrum i CDC13 ( 6 -verdier i ppm, s = singlett, protonantall i parentes) : 1,55 £-" C (CH3)3^7(s). (9), 2,36 (CH3-CO) (s) (3), 4,01 /=N-<*0CH>3,

( Z) J (s) (3).

86 g (Z)-2-metoksyimino-3-oxo-smørsyre-tert.-butylester opp-løses i 400 ml trifluoreddiksyre. Oppløsningen henstår i 1 time ved 25°C, derefter inndampes. under vakuum ved 35°C. Den oljeaktige rest kristalliseres fra eter/petroleter. Man oppnår 50 g (80,6 % teor. utb.) gulaktig, vannoppløslig (Z)-2-metoksyimino-3-oxo-smørsyre fra smp. 80-85°C.

^"H-NMR-spektrum i CDCl^ ( £-verdier i ppm, s = singlett, protonantall i parentes): 2,43 (CH3~CO) (3), 4,14

/= N °<CH>3, (Z)_/ (S) (3), 10,47 (OH) (s) (1).

145 g (Z)-2-metoksyimino-3-oxo-smørsyre oppløses i 1000 ml alkohol- og vannfritt diklormetan. Denne oppløsning tilsettes 10 ml 30 %ig bromvannstoffsyre i iseddik. Derefter dryppes på i ca. 2 timer en oppløsning på 37,5 ml brom i 112,5 ml diklormetan, hvorved temperaturen av reaksjonsblandingen holdes ved middels lett kjøling på 20-25°C.

Nu skal det blåses gjennom kvelstoff for å fjerne HBr fra reaksjonsblandingen. Derefter tilsettes efterhverandre 250 g is, 250 ml vann og 2 liter eter. Den vandige fase adskilles og kastes. Den organiske fase vaskes med 250 ml vann og 250 ml mettet natriumkloridoppløsning, tørkes med natriumsulfat og inndampes i vakuum. Det blir tilbake 170 g brun olje, som kristalliseres fra tetraklorkarbon. Man oppnår 100 g (44,6 % teor.utb.) praktis farveløs (Z)-4-brom-2-metoksyimino-3-oxo-smørsyre H-NMR-spektrum i CDCL^

(£ -verdier i ppm, s = singlett, protonantall i parentes): 4,24 f= N^0CH3, (Z)7 (s) (3), 4,41 (-CH2~) (sO (2), 11,00 (OH) (S) (1) •

Eksempel 2

28,8 g (6R,7R)-7-[4-brom-2-(Z-metoksyimino)acetamido]-3-[[(2,5-dihydro-6-hydroksy-2-metyl-5-okso-as-triazin-3-yl)tio]metyl]-8-okso-5-tia-l-azabicyklo[4.2.0]okt-2-en-2-karboksylsyre oppløses i 400 ml absolutt etanol. Oppløs-ningen tilsettes 7,6 g tiourea. Etter 15-20 minutters omrøring ved 25°C begynner reaksjonsproduktet å utkrystall-isere seg som hydrobromid fra den oransje oppløsning. Etter VA timers omrøring blir sistnevnte frafiltrert, vasket etter hverandre med 200 ml alkohol og 200 ml lavtkokende petroleter og tørket over natten i høyvakuum ved 35-40°C. Man oppnår 22 g praktisk fargeløst hydrobromid. Dette blir oppløst i en blanding på 110 ml vann og 110 ml aceton sammen med 15,7 g natriumacetat-trihydrat. Denne oppløsning tilsettes 150 ml aceton inntil en lett blakking. Kort deretter begynner reaksjonsproduktet å krystallisere seg. Blandingen røres i 3 0 minutter, deretter dryppes på 180 ml aceton i ytterligere 30 minutter, hvorved krystallisasjonen blir fullstendig. Reaksjonsblandingen frafiltreres, vaskes etter hverandre med 250 ml 85%ig vandig aceton, 250 ml aceton og 250 ml lavtkokende petroleter og tørkes til slutt i vakuum ved 25°C. Man oppnår 19,6 g (59,3% teor.utb.) praktisk fargeløst dinatriumsalt av (6R,7R)-7-[2-(2-amino-4-tiazolyl)-2-(Z-metoksyimino)acetamido]-3-[[(2,5-dihydro-6-hydroksy-2-metyl-5-okso-as-triazin-3-yl)tio]metyl]-8-okso-5-tia-l-azabicyklo[4.2.0]okt-2-en-2-karboksylsyre, som omkrystalliseres fra vannaceton. Man oppnår 17,3 g (52,3% teor. utb.) rensubstans med [a]^<5> = -150,8° (c=l i vann). Forbindelsen inneholder 3,5 mol H2O pr. mol substans. 1H-NMR-spektrum i DMSO-d6 (S-verdier i ppm, s=singlet, d=dublett, q=kvartett, b=bred; J=koblingskonstant i Hz; protonantall i parentes): 3,47 (N-CH3) (s) (3), 3,94 (2-CH2)

(AB-q/sentreringsverdi; J = -18 Hz) (2), 3,85 [= n/0CH3,

(Z)] (s) (3), 4,37 (3-CH2-S) (AB-q/sentreringsverdi; Jgem = 12,5 HZ) (2), 5,04 (H-6) (d,JH_tfH_7 = 4,5 Hz) (1), 5,59 (H-7) (q,JH_7jNH<=><8> Hz, JH_? H_6 ='4,5 Hz) (1), 6,75 (tiazol-yl-H) (s) (1), 7,29 (-NH2)'(b) (2), 9,52 (-C0-NH-)

(d'JNH,H-7 = 8 HZ> W"

Claims (2)

1. Halogenerte, i syn-form foreliggende cephalosporinderivater, karakterisert ved den generelle formel hvor Y betyr et halogenatom og X en av gruppene samt saltene derav.

2. Forbindelser ifølge krav 1, karakterisert ved at Y er brom.