PL64894B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 28.XI.1968 (P 130 293) 28.XI.1967 Stany Zjednoczone Ameryki 15.X.1972 64894 KI. 12p,4/01 MKP C07d 99/24 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Takayuki Naito, Susumu Nakagawa Wlasciciel patentu: Bristol Laboratories International S.A., Panama (Re¬ publika Panama) Sposób wytwarzania kwasu 7-(sydnono-3-acetamido)- -cefalosporanowego i jego soli Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia kwasu 7-(sydnono-3-acetamido)-cefalosporano- wego o wzorze 1 lub nietoksycznych, dopuszczal¬ nych w lecznictwie soli tego kwasu. Zwiazki te, bedace nowymi pochodnymi kwasu cefalosporano¬ wego, maja wlasciwosci bakteriobójcze i nadaja sie jako dodatki do pokarmów zwierzecych i do leczenia stanów zapalnych gruczolu sutkowego u bydla, jak równiez chorób zakaznych, wywolywa¬ nych przez bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujem- ne u ludzi, zwierzat i ptactwa domowego.Znane sa pochodne kwasu cefalosporanowego, stosowane jako srodki przeciwbakteryjne, ale kwas 7-(sydnono-3i-acetamido)-cefalosporanowy w któ¬ rym grupa aminowa kwasu 7-aminocefalosporano- wego jest podstawiona grupa sydnono-3-acetylowa, nie byl dotychczas znany. Kwas o wzorze 1 i jego sole maja w porównaniu ze znanymi pochodnymi kwasu cefalosporanowego szereg zalet, mianowi¬ cie sa nietoksyczne i wykazuja wysoka aktywnosc bakteriobójcza w stosunku do bakterii Gram-do- datnich i Gram-ujemnych, a poza tym sa bardzo odporne na rozkladowe dzialanie enzymu cefalo- sporynazy.Sposobem wedlug wynalazku, zwiazek o wzorze 1 oraz nietoksyczne sole tego zwiazku wytwarza sie przez acylowanie kwasu 7-aminocefalosporano- wego za pomoca czynnika acylujacego o ogólnym wzorze 2, w którym X oznacza atom chloru, bromu lub jodu, albo za pomoca opisanych nizej funkcjo¬ nalnych odpowiedników zwiazku o wzorze 2. Re¬ akcje acylowania prowadzi sie w srodowisku wod¬ nym lub w srodowisku zlozonym z wody i nie- mieszajacego sie z woda, obojetnego w warunkach 5 reakcji rozpuszczalnika organicznego, w obecnosci zasady i w temperaturze od okolo —ilO°C do 45°C.Grupa nietoksycznych soli kwasu 7-(sydnono- 3-acetamido)-cefalosporanowego, wykazujacych ko¬ rzystne dzialanie farmakologiczne, obejmuje ni. io innymi sole sodowe, potasowe, wapniowe, glinowe i amonowe grupy karboksylowej tego kwasu oraz sole amonowe podstawione takimi aminami jak nizsze trójalkiloaminy, prokaina, dwubenzyloami- na, N-benzylo-p-fenetyloamina, 1-efenoamina, N,N'- 15 dwubenzyloetylenodwuamina dehydroabietyloami- na, N,N'-bis-dehydroabietyloetylenodwuamina i nizsze N-alkilopiperydyny, na przyklad N-etylopi- perydyna lub aminami stosowanymi przy otrzy¬ mywaniu soli penicyliny benzylowej. W grupie tej 20 znajduja sie równiez estry i amidy kwasów latwo ulegajacych hydrolizie, z wytworzeniem wolnego kwasu, pod wplywem czynników chemicznych lub enzymów.Odpowiednikami funkcjonalnymi zwiazku II, któ- 25 re moga byc stosowane jako srodki acylujace w procesie bedacym przedmiotem niniejszego wyna¬ lazku, sa znane odpowiednie bezwodniki kwasowe, w tym równiez bezwodniki mieszane. Szczególnie przydatne sa mieszane bezwodniki mocnych kwa- 30 sów, otrzymane z nizszych alifatycznych monoest- 6489464894 3 rów kwasów karboksylowych, kwasów alkilo- lub arylosulfonowych lub kwasów takich jak kwas dwufenylooctowy. Ponadto do reakcji acylowania moze byc stosowany azydek kwasu sydnono-3- octowego lub aktywny ester, ewentualnie tioester tego kwasu, na przyklad z p-nitrofenolem, 2,4- dwunitrofenolem, tiofenolem, kwasem tiooctowym.Acylowanie mozna prowadzic równiez na drodze bezposredniej reakcji miedzy kwasem 7-aminokefa- losporanowym d wolnym kwasem sydnono-3-octo- wym, po uprzednim poddaniu tego kwasu reakcji z chlorkiem N,N'-dwumetylochloroformiminiowym (brytyjski opis patentowy nr 1.008.170, Experientia XXI/6,360/1965), albo za pomoca enzymów lub jed¬ nego z nastepujacych reagentów: N,N'-karbonylo- dwuimidazol, N,N'-karbonylodwutriazolu (zglosze¬ nie Unii Poludniowo Afrykanskiej nr 63/2664), karbodwuimidu zwlaszcza N,N'-dwucykloheksylo- karbodwuimidu, N,N'dwuizopropylokarbodwuimidu lub N-cykloheksylo-N'-(2-morfolinoetylo) karbo¬ dwuimidu (Sheehan i Hess, J. Amer. Chem. Soc. 77, *067, Cli955), alkinyloaminy (R. Buijle i H. G.Viehe, Angew. Chem. International Edition 3, 582 /1I964/), ketenoiminy (C. L. Stevens i M. E. Mond, J.Amer. Chem. Soc. 80, 4065 /1958/), soli izooksazo- lowej (R. B. Woodward, R. A. Olofson i H. Mayer, J. Amer. Chem. Soc. 83, 1010 /1961/). Do acylowa¬ nia mozna stosowac równiez, zamiast bezwodnika kwasowego, odpowiedni azolid, to jest amid kwa¬ su, w którym atom azotu z grupy amidowej nalezy do auasiaromatycznego, piecioczlonowego pierscie¬ nia, zawierajacego co najmniej dwa atomy azotu, mianowicie takich zwiazków jak na przyklad imi- dazol, pirazol, triazole, benzoimidazol, benzotriazol oraz ich pochodne.Przykladem ogólnym metody otrzymywania azoli- dów jest reakcja N,N'-karbonylodwuimidazolu z kwasem karboksylowym, wzietych w stosunku równomolowym. Reakcje ta prowadzi sie w tem¬ peraturze pokojowej w tetrahydrofuranie, chloro¬ formie, dwumetyloformamidzie lub w innym obo¬ jetnym chemicznie rozpuszczalniku organicznym.Jej produktami sa: imidazolid kwasu karboksylo- wego, otrzymywany z duza wydajnoscia, dwutlenek wegla i jeden mol imidazolu. W przypadku zasto¬ sowania podobnych reakcji kwasów dwukarboksy- lowych, otrzymuje sie dwuimidazole. Imidazol, be¬ dacy ubocznym produktem reakcji, wytraca sie w postaci osadu i moze byc oddzielony od imida- zolidu, co nie jest jednak konieczne. Metody te w zastosowaniu do otrzymywania cefalosporyny oraz sposób wyodrebniania tego zwiazku sa znane (opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 3.079,314, 3.117.126 i 3.129.224 oraz brytyjskie opisy patentowe nr nr 932.644, 957.570 i 959.054).^Równiez znane sa obojetne chemicznie, niemiesza- jace sie z woda rozpuszczalniki organiczne, stoso¬ wane w reakcjach acylowania. Sa to na przyklad: benzen, eter dwuetylowy, chloroform, metyloizo- butyloketon, octan etylu, chlorek metylenu, cztero¬ chlorek wegla, toluen i chlorobenzen.Reakcja acylowania, stanowiaca przedmiot wy¬ nalazku podobnie jak wiele reakcji chemicznych, moze byc prowadzona w pewnym zakresie tem¬ peratur, przekraczajacym nieco zakres podany po- Bakterie Gram dodatnie B. anthracis A-9504 | D. pneumoniae A-9585 Dawki progowe w K-g/ml Kefalo- tyny 0.3 0.03 zwiazku o wzorze 6 0.3 0.03 4 wyzej, to jest —10° do 4J5°C. Nadmierne przekro¬ czenie tego zakresu, zarówno w kierunku tempe¬ ratury wyzszej jak i nizszej, wplywa jednak ujem¬ nie na wydajnosc reakcji.Przy prowadzeniu reakcji w wyzszej temperatu¬ rze, powodem zmniejszenia wydajnosci jest wzrost ilosci produktów ubocznych, natomiast w tempe¬ raturze nizszej od podanej, predkosc reakcji jest mala, co powoduje koniecznosc znacznego przedlu¬ zenia czasu procesu. Najwyzsza wydajnosc uzysku¬ je sie przy przeprowadzaniu reakcji w temperatu¬ rze zblizonej do 0°C.Substancje alkalizujace dobiera sie z grupy zwiazków, obejmujacej weglany i kwasne weglany metali alkalicznych, na przyklad sodu lub potasu, pirydyne i wodorotlenki, na przyklad wodorotle¬ nek sodowy, potasowy, wapniowy lub glinowy.Najkorzystniejsze jest stosowanie kwasnego wegla¬ nu sodowego lub pirydyny. Zastosowanie nadmiaru substancji alkalizujacej jest korzystne dla uzyska¬ nia wysokiej wydajnosci reakcji acylowania, przy czym najwyzsza wydajnosc uzyskuje sie stosujac co najmniej dwukrotny nadmiar tej substancji.Proporcje molowe czynnika acylujacego i kwasu 7-aminocefalosporanowego moga byc zmieniane w szerokiem zakresie. Mozliwe jest równiez stoso¬ wanie nadmiaru jednego z reagentów. Uzycie 1 do 2 moli czynnika acylujacego na 1 mol kwasu 7- aminocefalosporanowego jest korzystne dla uzyska¬ nia wysokiej wydajnosci reakcji acylowania. Ma¬ ksimum wydajnosci uzyskuje sie przy uzyciu 1—1,2 mola czynnika acylujacego na 1 mol kwasu 7-ami¬ nocefalosporanowego.Synteza zwiazków chemicznych znanych pod nazwa sydnony przeprowadzona zostala po raz pierwszy przez Earl'a i Mackney'a (J. Chem. Soc. 7, (1935) str. 899-900). Kilku badaczy przeprowadzi¬ lo od tego czasu badania dotyczace syntezy i bu¬ dowy tych zwiazków (Baker i Ollis, Quarterly Reviews (London), styczen 1957, str. 15—29; Ste¬ wart, Chem. Reviews 64 (2), kwiecien 1064, str. 129—147). W wyniku tych badan ustalono, ze strukture czasteczki sydnonu najlepiej przedstawia nastepujacy wzór 3, w którym R oznacza nizsza grupe alkilowa. W zwiazku z tym, grupe sydnono- 3-acetylowa mozna przedstawic wzorem 4.Kwas sydnono-3-octowy, stosowany jako produkt wyjsciowy w reakcji acylowania wedlug wynalaz¬ ku, otrzymuje sie w sposób podany przez F. H.Stewarta (Chem. Ind. (London), 2 wrzesnia 1961, str. 1411).Sól sodowa kwasu 7-(sydnono-3-acetamido)-ce- falosporanowego, otrzymana sposobem wedlug wy¬ nalazku, zostala porównana pod wzgledem dziala¬ nia przeciwbakteryjnego ze zwiazkiem znanym w handlu pod nazwa kefalotyna, o wzorze struktu¬ ralnym 5. W tablicy I podano porównanie wielkos¬ ci dawek progowych obydwu substancji w stosun¬ ku do róznych gatunków bakterii.Tablica I 464894 dalszy ciag tablicy I Bakterie Gram dodatnie Dawki progowe w H-g/ml Kefalo- tyny zwiazku o wzorze 6| D. pneumoniae D. pneumoniae D. pneumoniae List. monocytogenes List. monocytogenes Staph. aureus Staph. aureus Staph. aureus Staph. aureus Staph. aureus St. faecalis St. faecalis St. faecalis St. faecalis St. pyogenes St. pyogenes St. pyogenes St. pyogenes Bakterie Gram-ujemne A. aerogenes A. aerogenes A. Cloacae Ale. faecalis Br. bronchiseptica E. coli E. coli E. coli E. coli E. coli Herrellea sp.K. pneumoniae K. pneumoniae K. pneumoniae K. pneumoniae K. aerobacter Mima polymorpha Pr. mirabilis Pr. mirabilis Pr. morganii Pr. morganii Pr. mroganii Pr. morganii Pr. rettgeri Pr. vulgaris Pr. vulgaris Pr. vulgaris Ps. aeruginosa Ps. aeruginosa Ps. aeruginosa Ps. aeruginosa Ps. aeruginosa Sal. typhosa Ser. marcescens Sh. flexneri Sh. sonnei V. comma A-15046 A-15059 A-15069 A-15121 A-20025 A-9537 A-9497 A-15034 A-15092 A-15094 A-9536 A-9575 A-9854 A-20020 A-9604 A-15040 A-20065 A-20066 A-9432 A-9532 A-9656 A-9423 A-9901 A-15010 A-15119 A-9660 A-15169 A-9435 A-15125 A-9977 A-9867 A-9678 A-15130 A-15154 A-15120 A-9900 A-9554 A-15153 A-15166 A-20031 A-9553 A-15167 A-9436 A-9699 A-9526 A-9843 A-9923 A-9930 A-15150 A-15194 A-9498 A-20019 A-9684 A-9516 A-9548 0.03 0.03 0.1 2.0 2.0 0.1 0.06 0.3 3.3 0.1 32.0 32.0 32.0 32.0 0.03 0.1 0.03 0.06 2.0 2.0 500.0 2.0 8.0 8.0 8.0 4.0 32.0 125 0 500.0 4.0 2.0 16.0 32.0 500.0 32.0 32.0 500.0 500.0 63.0 <1.0 500.0 63.0 0.5 63.0 250.0 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0 4.0 500.0 250.0 2.0 0.3 0.06 0.06 0.3 4.0 4.0 0.5 0.1 1.0 1.0 1.0 250.0 63.0 250.0 63.0 0.1 0.3 0.06 0.1 4.0 2.0 250.0 16.0 32.0 4.0 4.0 4.0 4.0 8.0 250.0 4.0 4.0 4.0 4.0 32.0 63.0 4.0 63.0 63.0 I 8.0 2.0 250.0 4.0 4.0 32 0 63.0 250.0 250.0 250.0 250.0 250.0 2.0 250.0 16.0 4.0 4.0 Tablica I ilustruje wysoka aktywnosc in vitro zwiazku o wzorze 6 w stosunku do bakterii z ga¬ tunków Escherichia coli i Klebsiel-la pneumoniae.Ponadto wynika z niej, ze niektóre gatunki Proteus 5 sa bardziej wrazliwe na dzialanie tego zwiazku niz kefalotyny.Badania przeprowadzone na organizmach zywych wykazaly równiez wieksza aktywnosc zwiazku otrzymywanego sposobem wedlug wynalazku niz 10 kefalotyny w stosunku do róznych odmian bakterii Gram-ujemnych. Dawka lecznicza (LD5o) zwiazku o wzorze 6, wstrzyknieta domiesniowo myszom przeciw bakteriom E. coli BX — 1373 wynosi 5,6 mg/kg, zas dawka lecznicza kefalotyny wynosi 11 15 mg/kg. Dawka lecznicza (LEfeo) zwiazku o wzorze 6 przeciwko E. coli Juhl wynosi 14 mg/kg, zas odpo¬ wiednia dawka kefalotyny 260 mg/kg. W tablicy II podano porównanie wzglednej predkosci rozkladu kefalotyny (0,001 M) w stosunku do predkosci roz- 20 padu soli sodowej zwiazku o wzorze 1 (0,001 M) w obecnosci p-laktamazy (cefalosporynazy) z bakterii Gram-ujemnych, w temperaturze 37°C.Tablica II 30 35 40 45 50 55 Zródlo enzymu Ilosc ezymu w mg Procentowy sto¬ sunek predkosci hydrolizy zwiaz¬ ku o wzorze 6 do predkosci roz¬ kladu kefalotyny Shigella flexneri A15152 178 Proteus morganii A15149 720 Escherichia coli A15147 460 Aerobacter-Kleb- siella sp. A15156 900 Pseudomonas aeruginosa A15150 810 23 20 (1,5 <2,9 1 < 3,8 Z tablicy II wynika, ze rozklad zwiazku otrzy¬ mywanego sposobem wedlug wynalazku zachodzi znacznie wolniej niz rozklad kefalotyny pod wply¬ wem wszystkich rodzajów enzymów uzytych do badania. Dalsze badania, z zastosowaniem mia¬ reczkowania jodometrycznego, wskazuja, ze wy¬ mienione enzymy hydrolizuja (Maktamowy pier¬ scien kefalotyny. Mozna z tego wysnuc wniosek, ze zwiazek o wzorze 6 jest znacznie odporniejszy od kefalotyny na dzialanie laktamazy róznych rodza¬ jów bakterii Gram-ujemnych.Przy leczeniu ludzi zarazonych bakteryjnie, zwiazek wytwarzany sposobem wedlug wynalazku podaje sie doustnie lub pozajelitowo, zgodnie z procedura stosowana przy leczeniu antybiotykami.Dawki leku okreslane sa przez lekarzy i zaleza one od takich czynników, jak stopien nasilenia choroby i ciezar ciala pacjenta. Zwykle stosuje sie dawki 2^50 mg/kg, przy czym zalecane jest stosowanie dawki 15 mg/kg/dzien, w oddzielnych porcjach 3 lub 4 razy dziennie. Lekarstwo podawane jest w dawkach 125—250 lub 500 mg aktywnego skladni-7 ka, zmieszanego z odpowiednimi nosnikami i do¬ datkami uzupelniajacymi. Moze ono byc stosowane zarówno w postaci cieklej, takiej jak roztwory, dyspersje lub emulsje, jak i w postaci stalej, ta¬ kiej jak tabletki, kapsulki i temu podobne. Poni¬ zej podano przyklady otrzymywania pochodnych kwasu 7-(sydnono-3-acetamido) cefalosporanowego.Przyklady te maja sluzyc dla zilustrowania istoty wynalazku, nie zas jej ograniczaniu.Przyklad I. Sól sodowa kwasu 7-(sydnono-3- acetamido/cefalosporanowego o wzorze 6.Mieszanine 1 g (0,007 mola) kwasu sydnono-3- octowego i 2 g (0,0095 mola) pieciochlorku fosforu w 50 ml bezwodnego chlorku metylenu wytrzasa sie w ciagu 1/2 godz. w temperaturze pokojowej.Otrzymany roztwór chlorku sydnono-3-acetylu do¬ daje sie powoli, w temperaturze 0°C, do mieszaniny zawierajacej 1,9 g (0,007 mola) kwasu 7-aminoce- falosporanowego i 6 g (0,07 mola) kwasnego wegla¬ nu sodowego w 20 ml wody i 30 ml octanu etylu.Polaczone reagenty miesza sie w ciagu okolo 20 minut w temperaturze 10°C. Po zakonczeniu reak¬ cji oddziela sie warstwe organiczna, a warstwe wodna zalewa 50 ml octanu etylu i doprowadza do wartosci pH = 2 przez dodanie 20%-wego roztworu kwasu solnego, w temperaturze 5°C, stosujac mieszanie. Warstwe octanu etylu, zawierajaca kwas 7-{sydnono-3-acetamido)-cefalosporanowy, od¬ dziela sie nastepnie od warstwy wodnej, która ek¬ strahuje sie dwukrotnie 20 ml octanu etylu. Po¬ laczone roztwory octanu etylu przemywa sie woda, suszy bezwodnym siarczanem sodu i saczy z 3,3 ml 35% roztworu 2-etyloheksanolanu sodowego w metyloizobutyloketonie. Wytracony produkt osacza sie, przemywa 5 ml octanu etylu i suszy pod zmniejszonym cisnieniem nad pieciotlenkiem fos¬ foru. Wydajnosc reakcji wynosi 0,6 g (20% wydaj¬ nosci teoretycznej). Temperatura topnienia produktu wynosi 180-h220°C (z rozkladem), y mfx 1^0— 1740 (szeroki), 1640, 1610, 1405 cm-1. I jjj£ 269 mu (e 10.000).Analiza: obliczono dla zwiazku o wzorze Ci4H13N4 OsSNa • HzO : 38,36% i 3,45% H, podczas gdy stwier¬ dzono sklad: 38,65% C, 39,12% C i 4,31 oraz 4,30% H.Przyklad II. Sól potasowa kwasu 7-sydnono- 3-acetamido/cefalosporanowego.Mieszanine 1 g (0,007 mola) kwasu sydnono-3- octowego i 2 g (0,0095 mola) pieciobromku fosforu 8 w 50 ml bezwodnego chlorku metylenu wytrzasa sie w temperaturze pokojowej w ciagu Sf% godziny.Otrzymany roztwór bromku sydnono-3-acetyiu do¬ daje sie powoli mieszajac, do mieszaniny zawiera- 5 jacej 1,6 g (0,006 mola) kwasu 7-aminocefalospo- ranowego i 2,8 g (0,05 mola) KOH w 20 ml CH2C12.Polaczone reagenty miesza sie w ciagu 45 minut w temperaturze 15°C, po czym oddziela sie warstwe organiczna i odrzuca. Warstwe wodna miesza sie io nadal, po dodaniu do niej 40 ml CH2C12 i zakwa¬ szeniu jej 40% roztworem kwasu fosforowego do wartosci pH = 2. Warstwe CH2C12 oddziela sie i laczy z drugim (40 ml) ekstraktem, a nastepnie przemywa 40 ml wody. Polaczone warstwy CH2C12 15 przesacza sie przez warstwe bezwodnego Na2S04, która nastepnie przemywa sie 3 porcjami po 25 ml CH2C12. Polaczone przesacze i roztwór z przemy¬ cia nateza sie pod zmniejszonym cisnieniem az do otrzymania powoli krystalizujacego oleju. Otrzy- 20 many produkt jest sola potasowa kwasu 7-(sydno- no-3-acetamido)-cefalosporanowego. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania kwasu 7-(sydnono-3- 25 acetamido)-cefalosporanowego o wzorze 1 lub jego soli, znamienny tym, ze kwas 7-aminocefalospora- nowy acyluje sie za pomoca czynnika acylujacego o wzorze 2, w którym X oznacza atom chloru, bromu lub jodu, albo za pomoca funkcjonalnego 30 odpowiednika zwiazku o wzorze 2, prowadzac pro¬ ces acylowania w srodowisku rozpuszczalnika w postaci wody lub mieszaniny wody z niemieszaja- cym sie z /woda, obojetnym rozpuszczalnikiem organicznym, w obecnosci zasady, w temperaturze 35 od okolo —10°C do 45°C, po czym otrzymana sól ewentualnie przeprowadza sie w wolny kwas.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako zasade stosuje sie weglan metalu alkalicznego, kwasny weglan metalu alkalicznego, pirydyne lub 40 wodorotlenki metali.

3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze czynnik acylujacy i kwas 7-aminocefalosporanowy poddaje sie reakcji w stosunku molowym okolo 1,0-^2,0 moli czynnika acylujacego na 1 mol kwasu 45 7-aminocefalosporanowego.

4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako czynnik acylujacy stosuje sie chlorek sydno- noJ3-acetylu.,4/01 64894 MKP C07d 99/24 C—H I © I 0 N V o CH2-C-NH-CH—CH CH2 o-i- ! C02H N C—CH2-0 / O II -C-CH, Wzór 1 O ¦CH,-C- \ O Ó-CHo-O-C—CH, Wzór 5KI. 12p,4/01 64894 MKP C07d 99/24 0 O—C—C—H n i © I Y O N-CH2—C—X V Wzór 2 © O—C — C—H | © | * O N—R V Wzór 3 © o- -C — C—H o 1 © 1 u 0 N-CH2-C \ / N Wzór A LZGraf. Zam. 248. 25.1.72. 195 egz. Cena zl 10.— PL PL