PL55613B1

PL55613B1 -

Info

Publication number: PL55613B1
Application number: PL103247A
Authority: PL
Inventors: Arkley Vincent; Eardley Stephen; GibsonLong Alan
Original assignee: Glaxo Laboratories Limited
Filing date: 1963-12-13
Publication date: 1968-06-25

Description

Pierwszenstwo: 14. XII. 1962 Opublikowano: 20. IX. 1968 Wielka Brytania 55613 KI. 12 p, 4/01 MKP C 07 d UKD S9/HL, Wspóltwórcy wynalazku: Vincent Arkley, Stephen Eardley, Alan Gibson Long Wlasciciel patentu: Glaxo Laboratories Limited, Greenford (Wielka Bry¬ tania) Sposób wytwarzania pochodnej kwasu 7-aminocefalosporanowego Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania nowej pochodnej kwasu 7-aminocefalosporanowego (7- -ACA) o wzorze 1.Stwierdzono, ze zwiazek o wzorze 1 dziala na bakterie gram-dodatnie i gram-ujemne oraz po¬ siada na ogól duza odpornosc na dzialanie gron- kowców wytwarzajacych penicilinazy. Zwiazek ten wykazuje takze duza trwalosc w zywym ustroju i wysoki stopien rozpuszczalnosci w wodzie.Wedlug wynalazku zwiazek o wzorze 1 wytwa¬ rza sie przez reakcje pirydyny ze zwiazkiem o wzorze 2, w którym R oznacza atom wodoru lub grupe 2-tienyloacetylowa lub z jego sola rozpusz¬ czalna w wodzie, w srodowisku silnie polarnym, a nastepnie w przypadku, gdy R we wzorze 2 oznacza atom wodoru, przez 2-tienyloacetylowanie otrzymanego produktu.Korzystnie reakcji z pirydyna poddaje sie zwia¬ zek o wzorze 3, lub jego sól rozpuszczalna w wo¬ dzie, w silnie polarnym srodowisku. Jako sole zwiazku o wzorze 3, stosuje sie np. sól sodowa, potasowa lub amonowa. Najodpowiedniejszym sro¬ dowiskiem jest woda, mozna jednak dodac roz¬ puszczalnika mieszajacego sie z woda, takiego jak N,N-dwumetyloformamid, co jednak moze obnizyc wydajnosc. Reakcje prowadzi sie korzystnie w tem¬ peraturze co najmniej 15°C, lecz zasadniczo po¬ nizej 70°C. Czas reakcji zalezy od temperatury, mozna go jednak okreslic za pomoca wstepnej próby. 2 Korzystny stosunek reagentów wynosi okolo 1 równowaznika molowego zwiazku o wzorze 3 na 1—10 równowazników molowych pirydyny. War¬ tosc ph roztworu utrzymuje sie w granicach 5—8, 5 korzystnie w granicach 6—7. W razie potrzeby ph roztworu nastawia sie na zadana wartosc przez dodawanie srodka buforujacego, takiego jak octan amonowy, a w przypadku stosowania soli metalu alkalicznego zwiazku o wzorze 3, przez dodawanie 10 np. kwasu octowego.Produkt reakcji, zawierajacy np. nieprzereago- wany zwiazek o wzorze 3 i inne substancje, wy- osabnia sie z mieszaniny reakcyjnej droga krysta¬ lizacji, elektroforezy, chromatografii bibulowej lub 15 zastosowania zywicy jonitowej.Korzystnie postepuje sie w ten sposób, ze nad¬ miar pirydyny poddaje sie reakcji ze zwiazkiem o wzorze 3 w wodzie, az do uzyskania optymalnej wydajnosci zwiazku o wzorze 1. Nadmiar pirydy¬ ny i czesc nieprzereagowanego zwiazku o wzorze 3 ekstrahuje sie nastepnie rozpuszczalnikiem orga¬ nicznym np. chlorkiem metylenu, a pozostaly roz¬ twór poddaje perkolacji na zywicy anionowej, np. 25 pod postacia octanu, w celu usuniecia wolnych zwiazków karboksylowych, lacznie z reszta nie¬ przereagowanego zwiazku o wzorze 3. Pozostaly roztwór zateza sie np. w wyparce obrotowej i su¬ szy przez wymrazanie. Nastepnie osad przekrysta- 30 lizowuje sie z odpowiedniego rozpuszczalnika np. 20 5561355613 3 metanolu i oczyszcza przez stracanie acetonem z roztworu metanolowego.Zwiazek o wzorze 3 wytwarza sie przez reakcje kwasu 7-aminocefalosporanowego z czynnikiem 2-tienyloacetylujacyni. Takimi czynnikami sa zwiaz¬ ki nadajace sie do 2-tienyloacetylowania amino- amidów, np. peptydów, takie jak halogenki 2-tie- nyloacetylu, zwlaszcza chlorek i bromek oraz mieszane bezwodniki pochodne np. kwasu 2-tie- nylooctowego oraz chlorowcomrówczanu alkilowe¬ go. Acylowanie prowadzi sie korzystnie w srodo¬ wisku wodnym np. w mieszajacym sie z woda ke¬ tonie, jak aceton lub w wodnym roztworze cztero- wodorofuranu, korzystnie takze w obecnosci czyn¬ nika wiazacego kwas, np. wodoroweglanu sodowe¬ go. Wartosc ph w czasie reakcji korzystnie utrzy¬ muje sie w granicach 5—7, przy czym reakcje prowadzi sie w temperaturze 0—25°C. Acylowanie mozna równiez prowadzic w rozpuszczalniku orga¬ nicznym, np. octanie etylu, stosujac np. ogrzewa¬ nie pod chlodnica zwrotna.-Zwiazek o wzorze 1 wytwarza sie równiez przez reakcje pirydyny z kwasem 7-aminocefalospora- nowym, przy czym otrzymuje sie zwiazek o-wzo- rze 4, który nastepnie acyluje sie czynnikiem 2-tienyloacetylujacym. Reakcje te prowadzi sie za¬ sadniczo w warunkach opisanych wyzej.Zwiazek o wzorze 4 mozna wytworzyc równiez ze zwiazku o wzorze 5, metodami znanymi dla przeprowadzania cefalosporyny C w kwas 7-ami- nocefalosporanowy, to znaczy sposobem opisanym w brytyjskim opisie patentowym nr 953 695. Zwia¬ zek o wzorze 5 mozna wytworzyc z cefalosporyny C w reakcji z pirydyna, w sposób analogiczny jak opisany wyzej dla reakcji zwiazku o wzorze 3 z pirydyna, to znaczy sposobem opisanym w bry¬ tyjskim opisie patentowym nr 912 541.Nazwy zwiazków ^cefalosporyny (z wyjatkiem kwasu 7-aminocefalosporanowego) wyprowadza sie od nazwy substancji „cefam", opisanej w J.A.C.S. 1962, 84, 3400.Wytwarzany sposobem wedlug wynalazku zwia¬ zek o wzorze 1 ma szeroki zakres aktywnosci w zywym ustroju (in vivo) przeciwko szczepom bakterii Staph. aureus (lacznie ze szczepami od¬ pornymi na penicyline), Streptococcus pneumoniae, Strept. pyogenes, Strept. viridans, Corynebacte- rium diphtheriae, Neisseria catarrhalis oraz N. go- norrhoeas, Clostridium septicum, Cl. welchii, E. coli, Salmonella typhi, S. typhimurium, S. paraty- phi, rózne szczepy Shigella sp., Proteus mirabilis, H. pertussis, Leptospira icterohaemorrhagiae, L. pomona i L. canicola. Stwierdzono równiez, ze zwiazek ten jest takze bardzo odporny na peni- cilinaze gronkowcowa, utrzymuje wysoki poziom surowicy w zywym ustroju i posiada duzo wieksza trwalosc w zywym ustroju niz zwiazek o wzorze 3 (jak wskazuje wysoki jego poziom w moczu) oraz wieksza rozpuszczalnosc w wodzie (okolo 2(P/» wa¬ gowych w temperaturze okolo 20°C).Zwiazek o wzorze 1 wykazuje nizszy stopien to¬ ksycznosci ogólnoustrojowej u zwierzat doswiad¬ czalnych. Dozylne i podskórnie podane dawki smiertelne dla 50°/o przypadków (LD50) wyniosly u myszy 1,3 i 8,5 g/kg, a podskórna dawka LD50 u szczurów wyniosla 5,5 g/kg. Pojedyncze dawki domiesniowe nie spowodowaly ogólnoustrojowej, ani miejscowej toksycznosci u królików (0,2 g/kg), 5 kotów (0,2 lub 1 g/kg), psów {0,1, 0,2 lub 0,5 g/kg) i malp (0,2 g/kg), przy czym myszy, szczury i koty przyjmowaly bez zaklócen doustne dawki odpo¬ wiednio 15, 3 i 0,1 g/kg. Histologiczne badanie miejsc wstrzykniec wykazalo, ze zwiazek ten jest 10 mniej niszczacy niz sól sodowa penicyliny G. Nie stwierdzono sladów toksycznosci nerkowej u kró¬ lików, myszy, swinek morskich, malp i szczurów, którym wstrzykiwano zwiazek w dawkach jedno¬ stkowych odpowiednio 50, 200, 200, 200 i 100 mg/kg. 15 Badanie funkcji nerek u kotów pod narkoza, któ¬ rym wstrzyknieto ten zwiazek dozylnie, wykazalo, ze substancje te usuwalo jedynie filtrowanie kleb¬ kowe i ze nie miala ona wplywu na przeplyw oso¬ cza nerkowego, przejrzystosc moczu lub zdolnosc 20 reabsorbcji glikozy. Badania podostrej toksycznosci u myszy, szczurów, królików i kotów potwierdzily bardzo niska toksycznosc zwiazku.W celu lepszego zrozumienia wynalazku podaje sie- ponizej przyklady dla jego zilustrowania. 25 Absorbcja w nadfiolecie odnosi sie do roztworów w wodzie lub wodnym, buforowym roztworze fosfo¬ ranowym przy wartosci ph = 6,0. Temperatury top¬ nienia oznaczono w rurkach wloskowatych.Chromatografie bibulowa prowadzono na papie¬ rze Whatmana nr 1 z zastosowaniem jako buforu 80 0,1 n . roztworu octanu sodowego przy wartosci PH = 5.Elektroforeze przeprowadzono na papierze What¬ mana 3 MM przy gradiencie potencjalu 30 V na 35 1 cm. Jako roztwory buforowe zastosowano: a) PH = 1,9 — 84 czesci objetosciowych kwasu octowego, 17 czesci objetosciowych kwasu mrów¬ kowego, 105 czesci objetosciowych acetonu i 495 czesci objetosciowych wody; b) ph = 7— 0,05 n roz- 40 twór wodorofosforanu dwusodowego, przy czym wartosc ph ustala sie za pomoca kwasu fosforo¬ wego.Frakcje na bibulowych chromatogramach i elek- troforetogramach wystepowaly jako ciemne miejsca 45 przy naswietlaniu promieniami nadfioletowymi.W przypadku elektroforezy przy ph = 1,9 jony dwubiegunowe poruszaly sie jako kationy, nato¬ miast nie poruszaly sie przy ph = 7.Przyklad I. a) kwas 7-2'-tienyloacetyloamido- cefalosporanowy. 5 g kwasu 7-aminxoefalosporanowego przepusz¬ czonego przez sito o srednicy oczek 0,107 mm (100 oczek/cal kwadratowy), zawieszono w 200 ml wrzacego octanu etylowego i dodano 4,42 g (1,5 55 mola) chlorku 2-tienyloacetylu (Cagniant, Buli, Soc. Chim. France, 1949, 847) w 20 ml octanu ety¬ lowego, po czym mieszanine ogrzewano do wrze¬ nia pod chlodnica zwrotna w ciagu 40 minut, a na¬ stepnie ochlodzono i przesaczono. Dodano 5,03 ml 60 aniliny i po uplywie godziny mieszanine ekstraho¬ wano 1 X 150 ml, 2 X 100 ml i 1 X 50 ml 3°/o roztworu wodoroweglanu sodowego i alkaliczne ekstrakty wymyto trzy razy 100 ml porcjami octanu 65 etylowego. Nastepnie zakwaszono wodny roztwór 5055613 dó wartosci ph = 1,2 i ekstrahowano 2X150 ml octanu etylu. Uzyskany ekstrakt wymyto 4 X 40 ml wody, wysuszono nad . siarczanem magnezowym i stezono w prózni do malej objetosci, po czym od¬ saczono 2,5 g wytracajacego sie kwasu 7-2'-tienylo- acetyloamidocefalosporanowego. Po odparowaniu przesaczu uzyskano dalsze 2,68 g (lacznie 71°/©) surowego produktu, który oczyszczono przez kry¬ stalizacje z octanu etylu i nastepnie wodnego roz¬ tworu acetonu; temperatura topnienia 156—157°C (rozklad); X max. 237 m p (E 14,400), 261 m ^ (E 8,900) [o]d + 84° (c, 0,5, dioksan); Sól sodowa o temperaturze topnienia 204—205°C (rozklad), [a]D + 135° (c, 1,0, H20) wytworzono traktujac kwas w roztworze octanu etylowego 10°/o roztwo¬ rem etylokapronianu sodowego w n-butanolu.Dla Ci6H16N2Na06S wyliczono: C = 45,9%; H = = 3,6°/o; N = 6,7*/o; S = 15,3%; znaleziono: C = 46,2«/o; H = 3,6°/o; N = 6,3%; S = = 15,2Vo. . b) betaina kwasu 7-2'-tienyloacetyloamido-3-N- pirydynometylo-^s-cefemokarboksylowego-4. 10 ml pirydyny dodano mieszajac do zawiesiny 5 g kwasu 7-2'-tienyloacetyloamidocefalosporano- wego w 45 ml wody, uzyskujac roztwór o warto- soi ph = 6,5. Roztwór ten pozostawiono 16 godzin w temperaturze 46°C w atmosferze azotu, po czym ekstrahowano 4 X 20 ml chlorku metylenu. Po ste¬ zeniu roztworu w wyparce obrótowej w tempera¬ turze ponizej 40°C roztwór wprowadzono do ko¬ lumny, wypelnionej zywica Dowex-l, przy czym produkt wprowadza sie na szczyt kolumny i sto¬ suje w niej obieg octanu etylu. Eluaty zawiera¬ jace zadana pochodna pirydynowa (co stwierdzono polarymetrycznie) polaczono i wysuszono przez wy- mrozenie. Roztarcie 1,75 g wysuszonego produktu stalego z metanolem dalo wydzielenie stalego osa¬ du w ilosci 994 mg (19°/») pochodnej pirydynowej w postaci bialej substancji, X max. 237 m u(v 1% v lem 365), X (przegiecie) 256 m u (E 1 % 328) [a]d + 1 cm 45° (c, 0,64, woda).Dla C19Hi7N304S2 • H-O wyliczono: C = 52,6%; H = 4,4«/o; N = 9,7Vo; S = 14,8%; znaleziono: C = 52,3°/o; H = 4,4%; N = 9,8%: S = = 14,4o/o.Pozostaly roztwór metanolowy stezono w wy¬ parce obrotowej w temperaturze do 40°C i doda¬ no do okolo 500 ml mieszanego mieszadlem magne¬ tycznym acetonu, dzieki czemu otrzymano dalsza ilosc pochodnej pirydynowej (301 mg, 6°/o) w po- 1 °/ staci jasnozóltej substancji X max. 237 m \i (E ' ° 288), X (przegiecie) 255 m ^ (E \ c% 207).Przyklad II. a) betaina kwasu 7-amino-3- N^pirydynometylo-z18-cefemokarboksylowego-4. 10 g kwasu 7-aminocefalosporanowego zawieszono w 1 litrze wody i dodano 40 ml pirydyny. Uzy¬ skany roztwór o wartosci PH=6,4 utrzymywano w temperaturze 35°C w ciagu 60 godzin, po czym pozostawiono w ciagu 3 dni w chlodziarce. Nastep¬ nie mieszamine ekstrahowano 3X1 litrowymi por¬ cjami chlorku metylenu, po czym warstwe wodna przypuszczono przez kolumne 40 X 3,3 cm, wypel¬ niona zywica Dowex-l, pod postacia octanu o war¬ tosci ph=4,5. Zywice eluowano nastepnie 700 ml wody, az do uzyskania zerowej skrecalnosci optycz¬ nej eluatu, który wymieszano nastepnie z nad- 5 miarem zywicy Dowex-50, az do uzyskania war¬ tosci ph=2,5. Zywice odsaczono, wymyto woda do bezbarwnej pluczki i wymieszano w 250 ml wody, po czym ph roztworu nastawiono na wartosc 7,0 przez dodawanie 7 n wodorotlenku amonowego. Po 10 ponownym odsaczeniu zywicy, wymyciu woda i wysuszeniu polaczonych pluczek przez wymraze- nie, otrzymano surowa próbke 1,03 g (9,6M) betainy kwasu 7-amirio-3-N-pirydynometylo- A*-cetemokar- boksylowego-4 X max. 255—256 m \i (E j ^m 349, E 10,150) y^i^1.1760 (/M*1***) * 1605 ^ <—CO«—) RF 0,25 (n-propanol, woda = 7 :3). Elektroforeza przy wartosci ph=1,9 wykazala ruch kationu 6,3 cm wzgledem naturalnego wyznacznika, przy 20 gradiencie potencjalu 15,5 V/cm. b) betaina kwasu 7-2'-tienyloacetyloamido-3-N- pirydynometylo-^8-cefemokarboksylowego-4.Roztwór 10 mg betainy kwasu 7-amino-3-N-pi- rydynometylo-Zls-C€femokarboksylowego-4 w 10 ml 25 wody potraktowano nadmiarem (5 moli) chlorku ti«nylo-2-acetylu i mieszanine wstrzasano w ciagu" godziny w temperaturze pokojowej, po czym zba¬ dano metoda chromatografii bibulowej (n^propa- nol i woda w stosunku 7 :3) w systemie wstepu- 30 jacym i metoda elektroforezy przy wartosci ph=1,9.Stwierdzono obecnosc betainy kwasu 7-2'-tienylo- acetyloamido-3-N-pirydynometylo- Zl8-cefemokar- boksylowego-4 o Rf=0,66. Zwiazek wykazywal w elektroforezie ruch kationu 1,8 cm przy gradien- 35 cie potencjalu 15,5 V/cm, czyli zachowywal sie identycznie jak substancja wytworzona w przy¬ kladzie I b i przyjeta jako wzorzec standardowy.Wlasciwosci biologiczne zwiazku wytworzonego sposobem wedlug wynalazku pokazuje tablica. 40 Szczepy Staph. aureus A i C byly odporne na pe¬ nicyline, podczas gdy szczep B byl wrazliwy na dzialanie penicyliny. PL

Claims

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania pochodnej kwasu 7-ami¬ nocefalosporanowego o wzorze 1, znamienny tym, ze zwiazek o ogólnym wzorze 2, w któ¬ rym R oznacza atom wodoru lub grupe 2-tie- nyloacetylowa, wzglednie rozpuszczalna w wo¬ dzie sól tego zwiazku wprowadza sie W re- 51 akcje z pirydyna w silnie polarnym srodowisku, po czym w przypadku gdy w wyjsciowym zwiazku o wzorze 2 R oznacza atom wodoru, do otrzymanego produktu wprowadza sie gru¬ pe 2-tienyloacetylowa. 55
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze reakcji z pirydyna poddaje sie zwiazek o wzo¬ rze 3 lub jego sól rozpuszczalna w wodzie, w silnie polarnym srodowisku.
3. Sposób wedlug zastrz; 2, znamienny tym, ze 60 reakcje prowadzi sie w temperaturze powyzej 15°C.
4. Sposób wedlug zastrz. 2 i 3,f znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w temperaturze nie 65 przekraczajacej 70°C. 458. 9. 55613 7 Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w srodowisku wodnym. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w srodowisku wody i rozpuszczalnika organicznego mieszajacego 5 sie z woda. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze 10. jako mieszajacy sie z woda rozpuszczalnik or¬ ganiczny stosuje sie N,N-dwumetyloformamid lubaceton. 10 Sposób wedlug zastrz. 2—7, znamienny tym, ze 11. reakcji poddaje sie 1 równowaznik molowy zwiazku o wzorze 3 z 1—10 równowaznikami molowymi pirydyny. 12. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze 15 nadmiar pirydyny i czesc nieprzereagowanego zwiazku o wzorze 3 ekstrahuje sie rozpuszczal¬ nikiem organicznym, a pozostaly roztwór pod- 13. daje perkolacji przez zywice jonitowa w celu usuniecia zwiazków karboksylowych lacznie 20 Tablica 8 z reszta nieprzereagowanego zwiazku o wzo¬ rze 3, a nastepnie roztwór zateza sie i suszy przez wymrozenie, po czym z pozostalosci po rozpuszczeniu w odpowiednim rozpuszczalniku, krystalizuje sie lub wytraca zwiazek o wzo¬ rze 1. Sposób wedlug zastrz. 2—9, znamienny tym, ze reakcje zwiazku o wzorze 3 z pirydyna pro¬ wadzi sie w srodowisku o wartosci pn = = 5 — 8, korzystnie 6 — 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze grupe tienyloacetylowa wprowadza sie przez tienyloacetylowanie zwiazku o wzorze
5. Sposób wedlug zastrz. 1 i 11, znamienny tym, ze tienyloacetyluje sie zwiazek o wzorze 5 otrzymany przez reakcje pirydyny z kwasem 7-aminocefalosporanowym. Sposób wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze tienyloacetylowanie prowadzi sie za pomoca chlorku lub bromku 2-tienyloacetylu. 1 Przy¬ klad I b Rurkowa próba rozcienczenia (f) ml Gram — dodatnie Staph. aureus szczep A 0,62 Staph. aureus szczep B 0,02 Staph. aureus szczep C ponizej 0,5 Gram — ujemne E. coli * 8 Staph. typhi- murium 4 Pr. mirabilis 8 Myszy dawka skuteczna w 50 % przypadków (ED50) mg/kg Stosowanie podskórne | Staph. aureus szczep B 2 E. coli 1 ponizej 6,25 COo" WZÓR i H2N-CH^SN O=C-Nv^-CH20Ac CO^ C02 /~\CH«T C0-NH -OH-r5^ KS' Z 0=C-hkJ-CH2OAc CO^H WZÓR 5 WZdR 3 KZG-3, zam. 824/68 — 270 PL