Przedmiotem wynalazku jesft sposób wytwarzania nowych tiazolinoazetydynonów.Znane sa sposoby wytwarzania zwiazków cefalo- sporynowych, lecz w zwiazku z wykryciem silnego dzialania antybiotycznego u zwiazków cefalospory- nowych, poswiecono wiele wysilków nad synteza zwiazków nalezacych do tej rodziny. Pewne dane dotyczace syntezy podali Wooddward i wspólpra- cowniiicy w bryityjsMclh opisach patentowych nir or 1155017—1155030 oraz w niemieckich patentach wy- lozeniowych nr nr 1935459, 1935638 i 1935970. Syn¬ tezy Sheehan'ia opisane zostaly w opisach patento¬ wych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 3487070—3487072, 3487074, 3487079 ii 3487090. Zwla¬ szcza ciekawe sa opis patentowy Stanów Zjedno¬ czonych Ameryki nr 3487074 podajacy synteze zwiaz¬ ków penicyliny i cefalosporyny przez reakcje aze- tydynonów z wybranymi estrami, oraz brytyjski opis patentowy nr 1155024 dotyczacy sposobu wy¬ twarzania kwasu 7-acyloaminocefalosporanowego z tiazolidynoazetydynonów. W wymienionych bry¬ tyjskich opisach patentowych zastrzezono rózne sta¬ dia zwiazane z synteza tiazolidynoazetydynonów i przemiana ich na kwasy cefalosporanowe.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wy¬ twarzania nowych tiazolinoazetydynonów.Sposobem wedlug wynalazku nowe tiazolinoaze- tydynony wytwarza sie z 2,6-dwupodstawionych tia¬ zolinoazetydynonów przez reakcje z czterooctanem olowiu i nastepna hydrolize. Wyjsciowy 2,6-dwu- podstawiony tiazolinoazetydynon wytwarza sie przez przeksztalcenie penicyliny. Otrzymane nowe tiazoli- noazetydyny redukuje sie dzialaniem amalgamatu glinowego lub borowodorku sodowego na tiazolidy- noazetydynony, które wykorzystuje sie przy syntezie penicylin i cefalosporyn metodami podanymi w opi¬ sie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3487074 i w brytyjskim opinie patentowym nr 1155024.Tiazolinoazetydynony wytwarzane sposobem we¬ dlug wyinaJlaElkiu maija ogólny wzór 1, w którym R oznacza atom wodoru, grupe metoksy, karbometo- ksy albo rodnik alkilowy o 1—8 atomach wegla do¬ wolnie podstawiony grupa hydroksylowa, merkapto<, alkoksylowa o 1—3 atomach wegla, tioalkilowa o 1—3 atomach wegla lub cyjanowa, albo rodnik al- fktenylloiwy o 2—8 atenach wegiLa dowolnie podsta¬ wiony grupa hydroksylowa, merkapto, alkoksylowa o 1—3 atomach wegla, tioalkilowa o 1—3 atomach wegla lub cyjanowa, albo rodnik cyMoalkilowy o 3—8 atomach wegla, dowolnie podstawiony grupa hydroksylowa, merkapto, alkoksylowa o 1—3 ato¬ mach wegla, tioalkilowa o 1—3 atomach wegla al¬ bo cyjanowa, lub grupa o wzorze 2, o wzorze 3 albo o wzorze 4, w których Q oznacza atom wodoru, grupe hydroksylowa, merkapto, altom dhloru, atom bromu, alkil o 1—3 atomach wegla, gru¬ pe alkoskylowa o 1—3 atomach wegla, tioalki¬ lowa o 1—3 atomach wegla, nitrowa albo cyjanowa, X oznacza atom tlenu, atom siarki albo wiazanie 8515985 159 3 miedzy a bomami wegla, Y oznacza grupe hydro¬ ksylowa, menkapto albo aminowa, m oznacza licz¬ be calkowita od 0 do 2, a n oznacza liczbe calko¬ wita 1 albo 2.Zwiazki o wzoirze 1 wytwarza sie z 2,6-dwupod- stawlomych tiazolinoazetydynonów o wzoirze 5, w którym R ma wyzej podane znaczenie, a R' oznacza —C02H lub —CH2OH. 2,6-dwupodstawione tiazoliinoazetydynoiny stosowane jak zwiazki wyj¬ sciowe otrzymuje sie z kolei przez przeksztalcenie penicyliny.Metoda przeksztalcania penicyliny nie jest objeta wynalazkiem, a opisana jest dla przedstawienia ca¬ losci sposobu. Przeksztalcenie to polega na reakcji sulfotlerikiu penicyliny o wizorze 6, w iktóirym R ma wyzej poidiame znaczenie, a Z oizniacza hydrolkisyime- tyl albo zesitryflikowiany karbdksyl, z co najmniej je¬ dnym równiowiaziniLkiiem trójfenyMostfiiiny allbo fosfo¬ rynu alkiilu w zakresie tempenaitur 40°—1250C. Gnu- py alkilowe folsforyniu. aGMilu powitay zawierac 1—1 aitomy weglla. Sposób ten wyj;asniono w przykladacih.W sposobie wedlug wynalazku 2,6-dwupodstawio- ny tiazolmoazetydynon o wzorze 5 poddaje sie reakcji z czterooctanem olowiu, co powoduje wy¬ mienienie rodnika R' na grupe acetoksy. Hydroliza pochodnej acetoksy powoduje utrate bocznego lan¬ cucha z powstaniem nowego 2-podstawionego tia- zolinoazetydynonu o wzorze 1. Proces ten przedsta¬ wiony jest za poimoca schematu 1.W pierwszym stadium procesu zwiazek o wzorze 5 poddaje sie reakcji z co najmniej 1 molem czteoro- octanu olowiu, co powoduje wymiane grupy R' na grupe acetoksy. Korzystnie stosuje sie maly nad¬ miar czterooctainu olowiu, ,na przyklad 1,1 mola.Reakcja przebiega latwo w zakresie temperatur 50°—100°C w oboijetnym rozpuszczalniku takim, jak czterowodoroifuran, Ill-rzedowy alkohol butylowy, dioksan, etery, benzen, chloiroibenzen, octan etylu i pirydyna. Reakcje prowadzi sie do uzyskania ne¬ gatywnej próby ,ze skrobia i jodkiem potasowym.Hydrolize prowadzi sie przy wartosci pH rzedu 7—10, korzystnie w zakresie 7—8, przez potrakto¬ wanie woda, korzystnie w rozpuszczalniku miesza¬ jacym sie z woda takim, jak czterowodoirofuran, dioksan, metanol i etanol. Hydroliza przebiega latwo w temperaturze otoczenia, aczkolwiek potrzeba dlu¬ giego czasu na reakcje, irzedu kilku godzin. Przebieg w etapie hydrolizy sledzony jest za pomoca chro¬ matografii cierikowarstewkowej.Ze sposobu wytwarzania wyjsciowego 2,6-dwu- podstawionego tiazolinoazetydynonu latwo zauwazyc, ze wartosci R i R' w tiazolinoazetydynonie sa gru¬ pami funkcyjnymi wyjsciowej penicyliny. Grupy te przechodza z penicyliny. Z kolei grupa R przecho¬ dzi niezmieniona do inowych 2-podstawionych tia- zoliiinoiazetydynionów wedlug wynalazku tak, ze war¬ tosc R w nowych zwiazkach zalezy od wyjsciowej penicyliny.Wartosc R zalezy oczywiscie od specjalnej grupy karboinamidowej zwiazanej z penicylina w pozy¬ cji —6. Doslownie setki takich grup karbonaimido- wych znanych jest dotychczas w tej dziedzinie.Liczne z nich podano na przyklad w opisach pa¬ tentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 2941995, 295111839, 2985648, 2996501, 3007920, 3025290, 4 3028379, 3035047, 3040032, 3040033, 3041332, 3041333, 3043831, 3053831, 3071575, 3071576, 3079305, 3079306, 3080356, 3082204, 3093547, 3093633,' 3116285, 3117119, 3118877, 3120512, 3120513, 3120514, 3127394, 3140282, 3142673, 3147247, 3174964, 3180863, 3198804, 3202653, 3202654, 3202655, 32,10337, 3157639, 3134767 i 3132136.W ten sposób wartosci R podane dla wzoru 1 sa jedynie przykladem licznych wartosci, jakie R moze przybrac. Przedstawicielami grup R Okreslonymi io dla wzoru 1 sa: metyl, etyl, oktyl, hydroksyetyl, 3- -metoksypropyl, cyjanometyl, winyl, allil, 2-hekse- nyl, propynyl, 3-pentynyl, benzyl,, hytiUoksybenzyli, a- -armiinobenzyl, cHalzydobenzyl ,f'endk&ymetyl, Ibenzy- loksyetyl, a-amino-m-nitrobenzyl, p^metoksyfenylo- tioimetyl i p-chkroibenzyl. Najkorzystniejsze zwiazki wytwarzane sposobem wedlug wynalazku sa te, w których R oznacza atom wodoru, grupe karbome- toksy, benzyl, fenoksymetyl i 2-fenoksyizopropyl.Wszystkie grupy hydroksylowe, menkapto i ami- nowe wystepujace w wyjsciowym 2,6-dwupodsta- wionym tioazoMJnoazetydynonie ione niz podano dlla R' sa uprzednio zabezpieczone przed potraktowa¬ niem ich cizteroiO'Cftaniem olowiu, w celu uniiknieaia wejscia tych grup w reakcje. W chemii organicznej na ogól zabezpiecza sie takie grupy przez wytwo¬ rzenie pochodnej, która pózniej mozna z powirotem przeprowadzic w grupe pierwotna. Na przyklad grupy hydroksylowe przeprowadza sie w latwo roz¬ szczepiane estry, takie jak -mrówczany. Grupy mer- kapto zabezpiecza sie latwo przez utlenienie na dwusiarczek. Aminy zabezpiecza sie zwykle przez acylowanie albo przez wprowadzenie grupy takiej jak benzyloksykarbonylowa, butyloksykarboinylowa i trójchloiroeitokisykaribonylowa.Aczkolwiek znane sa penicyliny zawierajace róz¬ ne podstawniki w pozycij —3, to w sposobie we¬ dlug wynalazku znaczenie maja te, w których Z oznacza zestryfikoiwana grupe karboksylowa albo hydroksylowa, lub grupe dajaca sie latwo prze- 40 prowadzic w jedna z tych grup. W ten sposób na, przyklad Z moze oznaczac ^estryfikowana grupe karboksylowa, która przejdzie niezmieniona poprzez stadium przegrupowania. Przed potraktowaniem czterooctanem olowiu ester rozszczepia sie w celu 45 uwolnienia grupy karboksylowej.Sposób wytwarzania nowych 2-podstawionych tlazolinoazetydynonów wyjasniono w przytoczonych przykladach. Przyklad I nie wchodzi w zakres wy¬ nalazku, a wyjasnia jedynie sposób wytwarzania 50 2,6^dwupodstawionego tiazolinoiazetydynoniu stano¬ wiacego zwiazek wyjsciowy w sposobie wedlug wy¬ nalazku.Przyklad I. Mieszanine 1,36 g trójchloiroety- lowego estru sulfotlenku penicyliny Gil ml fos- 55 forynu metylu w 50 ml benzenai ogrzewa sie pod chlodnica zwrotna w Ciagu 36 godzin. Otrzymany roztwór przemywa sie dobrze woda, rozpuszczalnik usuwa sie pod zmniejszonym cisnieniem, a pozosta¬ la biala substancje przekrystalizowuje sie z me- 60 tanoilu otrzymujac 985 mg bialych igielek o tempe¬ raturze topnienia 145°C. Za pomoca spektroskppii jadrowego rezonansu magnetycznego ustalono, ze otrzymany zwiazek ma wzór 5, w którym R stano¬ wi benzyl, a R' jest trójchloroetoksykarbonylem. «5 Analiza: dla C18H17N203Cl3S; olbliczono: C = 43,27%,85159 H = 3,83%, N=.6,25%, Cl*= 23,75%, S = 7,16%; zna¬ leziono: C = 48,51%, H = 3,59%, N = 6,48%, Cl = = 23,54%, S = 7,30%.P r z y k lad II Roztwór 330 mg zwiazku o wzo¬ rze 5 (R«fenoksymetyl i R'= karfboksyl) i 460 mg czterooctanu olowiu w 25 ml benzenu ogrzewa sie pod chlodnica zwrotna w ciagu 1 godziny. Pod ko¬ niec tego oloresu uzyskuje sie negatywna próbe ze skroibia i jodkiem potasowym. Nastepnie mieszani¬ ne reakcyjna przemywa sie woda, suszy nad siar¬ czanem magnezowym i usuwa rozpuszczalnik pod' zmniejszonym cisnieniem otirzytmusjac jtasno-zólfty olej. Cienkowarstewkowa chromatografia w mie¬ szanine octanu etylu i benzenu (3 :7) wykazala, ze otrzymany produkt zawiera tylko jeden skladnik.Otrzymiuije siie 203 mg zwiiazfau. Wddlmo jadrowego rezonansu magnetycznego potwierdzilo budowe zwuajzikfu o wzorze 5, w którym R oznacza fenoksy- metyl, a R' oznacza grupe acetoksy.Przyklad III. Roztwór 12 g zwiazku o wzo¬ rze 5 (R = fenoksymetyl, a R' =^ hydroksymetyl) i 17,6 g czterooctanu olowiu w 350 ml bezwodnego benzenu ogrzewa sie pod chlodnica zwrotna w cia¬ gu 1 godziny. Za pomoca cienko-warstewkowej chromatografii stwierdza sie, ze reakcja zostala za¬ konczona. Nastepnie mieszanine reakcyjna ochladza sie, przesacza ja przez element filtrujacy i przemy¬ wa woda. Wytracony tlenek olowiu usuwa sie przez odsaczenie, a przesacz przemywa kilka razy roz¬ tworem wodorosiarczynu sodowego i nastepnie kil¬ ka razy woda. Roztwór benzenowy suszy sie nad siarczanem magnezowym i odparowuje pod zmniej¬ szonym cisnieniem otrzymujac bardzo gesty syrop.Suszy sie go pod podicisnieniem wytwarzanym przez pampe prózniowa w czasie 24 godzin otrzymujac 11 g pomaranczowego syropu. Wiildmo jadrowego rezonansu magnetycznego (NMR) wykazalo, ze gru¬ pa hydroksymetylowa zostala zastapiona przez gru¬ pe acetoksy.Przyklad IV. Wytwarza sie roztwór bufo¬ rowy przez rozpuszczenie 300 mg jednowodorofos- foranu dwupotasowego w 300 ml wody i doprowa¬ dzenie roztworu do wartosci pH«7,6 przez doda¬ nie kwasu solnego. Mieszaninie te umieszcza sie w autoklawie w temperaturze 120°C pod cisnie¬ niem 1054,6 G/cm8 na okres 20 minut. Do roztworu buforowego dodaje sie roztwór 300 mg zwiazku wy¬ twarzanego w przykladzie II w 10 ml metanolu.Metna mieszanine poddaje sie procesowi inkubacji w obrotowej wstrzasarce w temperatuirze 30°C. Po 3 godzinach 10 ml próbke mieszaniny reakcyjnej ekstrahuje sie octanem etylu i roztwór octanowy suszy sie. Pozostalosc poddaje sie analizie chroma¬ tograficznej na zelu krzemionkowym F stosujac jako rozpuszczalnik mieszanine octanu etylu i ben¬ zenu w stosunku 7 :3. Ten cienkowarstwowy chro- matogram wykazuje, ze próbka zawiera mala ilosc nie przereagowanego zwiazku wyjsciowego i, ze jest to przede wszystkim zwiazek o wzorze 1, w któ¬ rym R oznacza fenoksymetyl. Reakcje kontynuuje sie przez nastepne 21 godzin, po którym to czasie oddziela sie kulki nierozpuszczonego zwiazku wyj¬ sciowego, a pozostala mieszanine ireakcyjna ekstra-, huje sie trzykrotnie taka sama objetoscia octanu etylu. Polaczone ekstrakty octanowe suszy sie nad- 6 siarczanem sodowym, pszesacza i odparowuje ao sucha. Otrzymuje sie 239 mg oleistej pozostalosci.Przygotowuje sie kolumne chromatograficzna ó wy¬ miarze 1,8 cm X 45 cm, z zelem krzemionfeowym przez wytworzenie papki z 40 g zelu krzemionko¬ wego 60 X 200 w benzenie i wlanie tej mtiesBansffiy do szklanej kolumny. Pozostalosc z ekstraktóiw octa¬ nowych rozpuszcza sie w malej ilosci benzenu i oc¬ tanu etylu i wprowadza od góry do kolumny. Ko- io liumne eluuje sie najpierw benzenem, nastepnie mie¬ szanina benzenu i octanu etylu j a na koniec octa¬ nem etylu. Zbiera sie frakcje po 10 ml. Kazda ml frakcje suszy sie i poddaje analizie chroma¬ tograficzne} denkowarstewkowej. Wyniki wykaza¬ la ly, ze pozadany zwiazek (o wizorze 1, R = fanofcsy- metyl) zostal wyeluowany mieszanina rozpuszczal¬ ników 9 :1 benzenu i octanu etylowego. Po wysu¬ szeniu tej frakcji otrzymuje sie 6 mg bialej sub¬ stancji. Widmo jadrowego rezonansu magnetycznego potwierdzilo budowa, ze jest to zwiazek o wzorze 1, w którym R oznacza fenoksymetyl.Przyklad V. Roztwór 300 mg substancji wy¬ tworzonej w przykladzie II w 10 ml metanolu do- dlaje sie do rozrtworu 300 mg jednowodorofostforam/u dwupotasowego w 300 ml wody, którego wartosc pH doprowadzono do 7—& przez dodanie kwasu solnego. Roztwór miesza sie w temperaturze po¬ kojowej w oiagu 16 godzin, po czym produkt roz¬ dziela sie za pomoca pa^eparatywnej tienkiowarstew- 3q kowej chiromatoigrafii na 6 frakcji. Frakcje D prze- krystaliizowuje sie z metanolu otrzymujac biala substancje o temperaturze 154°C, która na podsta¬ wie widma jadrowego rezonansu magnetycznego zidentyfikowano jako fenoksymetylotiazolinoazety- dynon otrzymany w przykladzie IV. Nowe tiazoli- noazetydynony mozna zredukowac na tiazolidyno- azetydynony przez potraktowanie amalgamatem gli¬ nowym lub rx)rowodorkiem sodowym w sposób po¬ dany w przykladzie VI. 40 Przyklad VI. Roztwór 1,5 g zwiazku z przy¬ kladu IV lub V w 250 ml cztenjwodorofuranu z kil¬ ku kroplami wody miesza sie ze swiezo przygoto¬ wanym amalgamatem glinowym. Chromatografia cienkowarstwowa wykazala, ze po 2,5 godzinach 45 nie ma juz zwiazku wyjscioweglo. Mieszanine .prze¬ sacza sie przez warstwe filtrujaca i siarczan mag¬ nezowy, po czym odparowuje sie przesacz. Pozosta¬ losc wytrzasa sie z eterem i odparowuje eter. Na¬ stepnie przemywa sie pozostalosc kilka razy eterem. 50 Dodaje sie 10 ml eteru i wydziela krysztaly, po czyim uisuwa je przez odsaczenie. 546 mig produktu przemywa sie wielokrotnie eterem dopóki cienko¬ warstewkowa analiza chromatograficzna nie prze¬ stanie wykazywac obecnosci fenolu. Za ponioca 55 spektroskopii jadrowego rezonansu magnetycznego i analizy elementarnej stwierdzono, ze jest to zwia¬ zek posiadajacy budowe o wzorze 8.W powyzszym przykladzie utrata grupy fenoksy naistajpliila w czasie rediutaajii. Uzycie borowodorku 60 sodowego do przeprowadzenia redukcji nie powo¬ duje utraty grupy fenoksy.Tiazolidjnioazetydynony otrzymane przez redukcje tiazolinoazetydynonów mozna przeprowadzic w an¬ tybiotyki — penicyline i eefalosporyne sposobem 65 podanym w opisie patentowym Stanów Zjednoczo-85159 8 nych Ameryki -nr 3487074. Azetydynony wytwarza¬ ne sposobem wedlug wynalazku zastepuja tiazolidy- noazetydynony. Przeprowadzenie ich w penicyliny i cefalosporyny przedstawiono w schemacie 2. Ce¬ falosporyny mozna otrzymac takze sposobem poda¬ nym w brytyjskim opisie patentowym wedlug schematu 3. PL