SE433852B - Forfarande for framstellning av cefalosporinderivat - Google Patents

Description

171230342 tyl)-3-cefem-ll-karboxylsyra.

Man inser att ll-karboxylsyragruppen i föreningarna med formeln I lätt kan förestras med välkända förfaranden. Dessa estrar innefattar Lex. enkla alkyl- och arylestrar liksom estrar som lätt klyvs i kroppen till utgångssyran, såsom indanyl-, pivaloyloximetyb, acetoximetyb, propionyloximetyl-, glycyloxi- metyl-, fenylglycyloximetyl- och tienylgiycyloximetylestrar, etc. Framställning av sådana estrar är tänkta att omfattas av uppfinningen. i Cefalosporinderivat med ”en 7-acylsubstituent enligt definitionen ovan är väl dokumenterade tidigare på omrâdet. Substitution med på olika sätt substitue- rade S-heterocykliska-tiometylgrupper, inklusive tetrazolyltiometyl i B-ställning i cefemkärnan är också känd. inga hänvisningar .till cefaiosporinföreningar som innehåller den B-(fosfonoalkyl- eller förestrad fosfonoalkyl-substituerad-tetrazo- lybtiometyl-grupp som beskrivs här förmodas vara kända tidigare.

Enligt uppfinningen framställs föreningarna med formeln I genom att man a) låter en förening med formeln 0 *i W ,S Rl_N 2 \\ - n _ CHZOCCH: l l ref C005. där RI är som definierats ovan, eller ett salt därav, reagera med en förening i /N-N Hs< l Formel II ”l-'N q caz “b-onz àfê där Rz och R3 är som definierats ovan, eller b) acylerar en förening med formeln: lä S _ “Hfß \l ' /N-"N Formel m N / -CHZS O/ Y 4 N N . l' . cooR CHZ___Q_OR2 l 0113 7712303-2 3 där RZ och RB är som definierats ovan och RQ är väte eller en skyddsgrupp, med en förening med formeln Rl-OH där RI är som definierats ovan, eller ett aktiverat derivat därav, vid behov skyddat på lämpligt sätt, därefter när så är nödvändigt avlägsnar skyddsgruppen eller skyddsgrupperna, vid behov surgör eller på annat sätt omvandlar till den fria syran och eventuellt omvandlar produkten till ett icke-toxiskt farmaceutiskt godtagbart salt. I I Utgångsföreningarna vid förfarande a) framställs lämpligen genom acylering av 7ß-aminocefalosporansyra (7-ACA) med något lämpligt acylerings- medel, som eventuellt är lämpligt skyddat. När skyddade och aktiverade derivat av mandelsyra används som acyleringsmedel är det lämpligt att avlägsna skyddsgruppen från 7-ställningen före undanträngningsreaktionen. Karboxylsyra- gruppen i acyleringsmedlet kan aktiveras med någon standardmetod, såsom omvandling till blandad anhydrid, syraklorid, syraimidazolid eller aktiverad ester.

Dessutom kan ett reagens, såsom dicyklohexylkarbodiimid användas, förutsatt att karboxylgruppen på cefemkärnan är skyddad med en lätt borttagbar skyddsgrupp såsom en benshydryl-, t-butyl-, trikloretyl-, bensyl-, bensyloximetyl~, p-metoxi- bensyl- eller p-nitrobensylester.

Acyleringen enligt förfarande b) användslämpligtvis när W är metoxi och kan utföras som beskrivits ovan.

Skyddsgrupperna kan avlägsnas enligt välkända metoder inom tekniken, såsom med trifluorättiksyra, när t-butyl- eller t-butoxikarbonylskyddsgrupper används. Det resulterande saltet omvandlas till den amfojoniska produkten eller till den fria syran med hjälp av ett basiskt jonbytarharts, såsom ett polystyren- amin-jonbytarharts (Lex. Amberlite IR-45) eller annars genom att man gör en vattenlösning av saltet basisk. I De acyleringsmedel som används som utgångsmaterial är antingen kända eller kan framställas med kända metoder.

De 7ß-amino-3-(fosfonoalkyl- och förestrad-fosfonoalkyl-tetrazolyltio- metyficefalosporín-utgångsmaterial med formeln lll, där W är väte, framställs genom reaktion mellan 7ß-aminocefalosporansyra och en substituerad tetrazoltiol med formeln Il ovan och sedan förestring.

När W är metoxi, framställs 7B-amino-7a-metoxicefalosporinkärnorna med formeln lll genom reaktion mellan motsvarande 7ß-amino-3-(substituerad- tetrazolyltiometyDcefalosprin, där W är väte och RI* är en Skyddsgrupp, Såsom en t-butylgrupp, och 3,5-di-t-butyl-lßhydroxibensaldehyd med azeotropisk borttag- ning av vatten. Efterföljande behandling av den på så sätt bildade produkten med blydioxid och reaktion mellan den oxiderade mellanprodukten och metanol följt av klyvning av iminfunktionen med t.ex. Girard-reagens T (trímetylaminoaceto- lO 7712303-2 4 hydrazidklorid) följt av borttagning av skyddsgruppen (-grupperna) 'alltefter önskemål ger föreningarna med formeln III. När antingen endera eller båda av Rz gçh RB är väte, är den fria hydroxigruppen (-grupperna) också skyddad(e), t.ex. som t-butylester. _ De dialkoxifosfinylalkyltetrazoltioler med formeln II, där Rz och RB båda är alkyl, framställs genom reaktion mellan ett dialkylfosfinylalkylditiokarbamat, såsom metyl-I-(dietoxifosfinyl)metylditiokarbamat och en azid, säsorn natrium- azid. Dialkoxifosfinylalkylditiokarbamaterna framställs genom behandling av en dialkylaminoalkylfosfonsyra, t.ex. dietylaminometylfosfonat, med 'koldisulfid och en alkylhalogenid, såsom metyljodid, i närvaro av en bas såsom kaliumhydroxid.

De aminoalkylfosfonatdialkylestrar som inte är kända tidigare framställs genom behandling av ett dialkylftalimidoaikylfosfonat med hydrazin enligt . förfarandet i Yamauchi et al, Bull. Chem; Soc. Japan 489285 (19-75). Dialkyl- ftalimidoalkylfosfonaterna framställs genom reaktion mellan en N-hydroxialkyl- ftalimid och fosfortribromid följt av reaktion mellan den på så sätt bildade N- bromalkylftalimiden och en trialkylfosfit såsom beskrivits av Yamauchi et al, Bull. Chem. Soc. Japan 453531 (1972). _ När den ena av Rz och R3 är väte och den andra är alkyl, framställs alkoxihydroxifosfinylalkyltetrazoltiolerna med formeln II. genom basisk hydrolys av motsvarande dialkoxifosfinylalkyltetrazoltioler. g När RZ och RB båda är väte, framställs fosfonoalkyltetrazoltiolerna med formeln Il genom behandling av motsvarande dialkoxifosfinylalkyltetrazoltioler _ med en blandning av koncentrerad salt- och ättiksyra.

Vissa föreningar som framställs enligt uppfinningen kan bilda salter med t.ex. alkalimetaller, såsom natrium eller kalium, jordalkalimetaller, såsom kalcium, eller med ammoniumkatjonen. Dessa salter framställs genom standard- förfaranden med användning av ett brett urval av icke-toxiska farmaceutiskt godtagbara syror och baser kända på området och framställning av dessa ingår också i uppfinningen. _ _ Föreningarna med formeln I och deras salter kan även existera som hydrat eller solvat. Alla sådana hydrat, solvat och fraktioner därav anses också omfattas av uppfinningen. ' Man inser att det på grund av den asymmetriska oL-kolatomen i 7- acetamidogruppen i formeln I existerar optiska isomerer. Racemiska eller uppdelade produkter erhålls beroende på om en racemisk eller uppdelad syra för sidokedjan används som acyleringsmedel. De uppdelade sidokedjesyrorna fås enkelt genom uppdelning av racemiska föreningar enligt välkända metoder, innefattande fraktionerad kristallisation av ett salt bildat med en optiskt aktiv 1112303-2, syra eller bas. Samtliga isomerer, inklusive separerade isomerer och blandningar därav omfattas av uppfinningen.

Föreningarna med formeln l har antibakteriell aktivitet mot både Gram- positiva och Grarn--negativa organismer. Minimihämningskoncentratíoner (MIC) varierar från 0,1 till >200 ug/ml vid in vitro-test. Testresultaten för före- ningarna 7ß-D-mandelamido-B-(I-dietoxiiosfinylmetyltetrazol-5-y1tiomety1)-3- cefem-li-karboxylsyra-natriumsalthydrat (förening A), 7ß-ß-mêfldelömídfJ-3-(l- etoxihydroxifosfinylmetyltetrazol-S-yltiometyU-B-cefem-lß-karboxylsyra-diixat- riumsalthydrat (förening B) och 7ß-D-mandeiamido-3-(l-fosíonometyltetrazol-S- yltiometyl)-3-cefem-4-karboxy1syra (förening C) anges nedan. Resultaten visade inom parentes är de som erhölls för ceíazolin.

Mic (gg/ml) Bakterie Förening B Förening C s. aureus sK 127 3,1, 6,3 (0,0) 6,3 (0,0) 6,3 (0,0) s. auf-aus s1< 23390 0,8 (0,0) 1,6 (0,2) 3,1 (0,2) s. 1111121102 s1< 70390 50 (200) >200 (100) >200 (200) svep. faecmis 12,5, 25 (6,3) 100, 50 (6,3) 200 (6,3) HH 30358 E. C611 s1< 12100 6,3 (0,8) g 0,0,- 0,8 (0,8) 3,1 (0,8) r.. C011 HH 33779 12,5 (1,6), 6,3 (0,8) 1,6 (0,8) 3,1 (0,8) Kleb. pneumo. 3,1, 1,6 (0,8) 0,10 (1,6) 1,6 (0,8) s1< 0200 K1eb. pneumo. 3,1 (1,6) 0,0 (0,8) 0,8 (0,0) s1< 1200 saumoneua 3,1 (0,8), 1,6 (0,0) 1,6 (0,8), 0,2 (0,0) 0,8 (0,0) ATCC 12176 Pseudo. aerug. HH 63 >200, (> 200) >200 (>200) >200 (>200) Serratia marc. 25 (>200), 12,5 (50) 6,3 (>200), 3,1 (50) 3,1 (50) ATCC 13880 Proteus morgani 179 3,1 (200), 1,6 (100) 1,6 (200), 0,1 (100) 50 (100) Entero. aerug. 12,5 (1,6) 3,1 (1,6) 6,3 (1,6) ÅTCC 130118 Entero. cloacae 3,1 (0,8) 0,8 (0,8) 1,6 (0,8) HH 31254 Proteus mirabilis 11114 3,1, 1,6 (3,1) 1,6 (3,1) 0,4 (3,1) l5 so, 7712303-2 6 Vid musskyddstest in vivo uppvisade 7B-mandelamido-3-(l-etoxihydroxi- íosíinylmetyltetrazol-5-yltiometyl)-3-cefem-4-karboxylsyra-dinatriumsalthydrat ED so-värden av 1,02 mg/kg mot E. coli 12140 och 0,39'mg/kg mot Kleb. pneumo. 4200 efter subkutan injektion; cefazolin gav resultaten 4,4 mg/kg mot E. coli 12140 och 7,2 mg/kg mot Kleb. pneumo. 4200 efter subkutan administrering.

Farmaceutiska kompositioner med antibakteriell aktivitet innefattar en farmaceutisk bärare, som innehåller en aktiv men icke-toxisk mängd av en förening med formeln l. Administeringenkan skeloralt eller genom parenteral injektion, såsom subkutant, intramuskulärt eller intravenöst. injektion av pâ lämpligt sätt .framställda sterila lösningar eller suspensioner, som innehåller en verksam, icke-toxisk mängd av den nya cefalosporinföreningen är den föredragna administeringsvägen. g Föreningarna med formeln I bereds ochadministreras på samma sätt som andra cefalosporiner. Dosregimen innefattar administrering, företrädesvis genom injektion, av en aktiv men icke-toxisk mängd av en förening med formeln I vald från dosenhetsområdet 100 till 1.000 mg, varvid den .totala dagliga dosen är från 400 mg till 6 g. De exakta doserna är beroende av patientens ålder och vikt och den infektion som behandlas och-kan bestämmas av fackmannen på basis av de här angivna värdena jämfört med de som är tillgängliga för kända cefalosporiner.

De töljande exemplen belyser uppfinningen men skall inte uppfattas som begränsande för dess omfattning. Temperaturerna är i grader Celsius (OC) Såvida inte annat anges. _ EXEMPEL 1 7B-D-mandelamido-3-(1-dietoxifosfinylmetyltetrazol-S-yItiometyD-B-cefem- karboxylsyra _ r Koldisulfid (0,88 ml, 1,11 g) sattes droppvis till en omrörd lösning av 2,45g (14,6 mmol) dietylaminometylíosfonat och 0,82 g (l4,6 mmol) kalium- i hydroxid i 25 ml etanol. Under tillsättningen steg reaktionstemperaturen från 260 till 330. En andra portion om 0,88 ml koldisulfid tillsattes och blandningen omrördes vid 500 under l timme. Blandningen kyldes till omgivningstemperatur, 2,08 g (14,6 mmol) metyljodid tillsattes droppvis, och den resulterande blandf ningen omrördes under 1,5 timme. Blandningen indunstades till torrhet, återsto- den löstes i vatten och vattenlösningen extraherades tvâ gånger med etylacetat.

Exfrakten slogs. ihop, forkades (Mgsou) och indunstades till torrhet för att ge metyl-1-dietoxiíosfinylmetylditiokarbamat. i Till en lösning av 2,85 g (11,l mmol) metyl-l-dietoxiíosfinylmetyldi- tiokarbamat i 25 ml etanol sattes en lösning av 0,72 g (1l,1 mmol) natriumazid i ml vatten. Reaktionsblandningen återloppskokades under 2,5 timmar och 7712303-2 7 indunstades sedan nästan till torrhet, Vatten (20 mi) tillsattes, och vattenbland- ningen skiktades med 40 ml etylacetat och surgjordes till pH 2,2 genom tillsats av 6N svavelsyra. Skikten separerades, och vattenfasen extraherades tvâ gånger med etylacetat. Etylacetatlösningarna slogs ihop, torkades (MgSOu) och indunsta- des till torrhet för att ge l~dietoxifosfinyimetyltetrazol-5-tiol; NMR (CDCla + CC1_4); Å 4,87 (d,2_H,J=l3), 4,52 (q,2H,J=7), 4,33 (q,2H,J=7,5), 1,43 (t,6H,J=7-8). - ceHizNiioaps Beräknat: 28,5796 C, 5,20% H, 22,2l96 N ' Funnet: 29,3996 C, 5,42% H, 22,30% N Till en lösning av 3,42 g (8,0 mmol) 7-D-mandelamidocefalosporansyra- natriumsalt i 75 ml vatten sattes 2,52 g (l0,0 mmol) l-dietoxifosfinylmetyl- tetrazol-â-tiol och 0,84 g (l0,0 mmol) natriumvätekarbonat. Reaktionsbland- ningen omrördes vid ca 70° under 5,5 timmar, medan pH hölls vid 7,2. Efter kylning till omgivningstemperatur extraherades blandningen två gånger med eter.

Vattenfasen skiktades med etylacetat och surgjordes till pH 1,9. Skikten separe- rades, och vattenfasen extraherades med etylacetat. Etylacetatlösningarna slogs ihop, torkades (MgSOQ) och indunstades till torrhet för att ge en återstod som löstes i etylacetat. En liten volym eter tillsattes till etylacetatlösningen och den filtrerades. Filtratet sattes till 200 ml snabbt omrörd eter, och den fasta substans som bildades uppsamlades genom filtrering, torkades i vakuum (P205) och kromatograferades på kiselgel med 90:l0:3 kIoroform-etanol-myrsyra som elueringsmedel för att ge titelíöreningen.

En lösning av 7ß-D-mandelamido-3-(l-dietoxifosfinylmetyltetrazol-S-yl- tiometyl)-3-ceíem~l+-karboxylsyra i metanol jUSterades till pH 6,5 genom tillsats av 596-ig vattenlösning av natriummetoxid och tiltrerades sedan. Eter tillsattes till filtratet, och det fasta material som bildades uppsamlades genom filtrering för att ge 7ß-D-mandelamido-3~(l-dietoxifosfinylmetyltetrazolö-yltiometyU-B- cefem-ll-karboxylsyra-natriumsalt, smp. 1300 (sönderdelas).

CzzHzóNóOsPSïNaJ-IZO Beräknat: 41,3796 C, 4,41% H, l3,l696 N Funnet: ¿#l,8096 C, 4,#596 H, 123896 N EXEMPEL 2 7ß-D-mandelamido-3-(l-etoxihydroxifosfinylmetyl-tetrazol-fi-yltiometyl)- B-cefem-ll-karboxylsyra En lösning av 5,01: g (0,02 mol) 1-dietoxifosfinylmetyltetrazol-S-tiol i 80 ml etanol behandlades med 40 ml (0,04- mol) IN kaliumhydroxidlösning och blandningen återloppskokades under 1,25 timmar. lndunstning av reaktionsbland- 7712303-2 8 ningen till torrhet gav en återstod, som löstes i 40 ml 8:2:l kloroform-etanol- imyrsyra. Den fasta substans som bildades uppsamlades och löstes i 25 ml vatten., Vattenlösningen fick passera genom en kolonn av Dowex 50W~X8 sulfonsyra- ' jonbytarharts för att, efter avdunstning av lösningsmedlet, ige ett fast material.

Den fasta substansen löstes i eter, och eterlösningen iiltrerades och indunstades till torrhet för att ge l-etoxi-hydroacifosfinylmetyltetrazol-S-tiol, smp. 119,5- 122°.

CQH9N#OBPS Beräknat: 2l,4396 C, 4,08% H, 24,9996 N Funnet: 21,l596 C, 4,04% H, 24,7796 N - En' blandning av 3,42 g (8,0 mmol) 7ß-mandelarnidocetalosporansyra- natriumsalt, 2,5 g (l1,2 mmol) l-etoxihyd-roxiíosfinylmetyltetrazol-fi-tiol och 1,87 g (22,3 mmol) natriumvätekarbonat i 100 ml vatten värmdes till 670 och omrördes under 4,75 timmar, under _det att pl-l hölls vid 6,9 genom tillsats av natriumvätekarbonat. Blandningen kyldes till omgivningstemperatur, skiktades med 100 ml etylacetat och surgjordes till pH 1,8 med 6N svavelsyra. Skikten separerades, och vattentasen extraherades med etylacetat. Det vattenhaltiga skiktet bringades till pH 7 genom tillsats av natriumvätekarbenat-vatten!ösning och kromatograferades sedan pâ XAD-7-harts. Eluatet koncentrerades i vakuum, filtrerades och lyofiliserades för att ge titelföreningen som motsvarande dinatriumsalt; smp. 80-1400 (sönderdelas).

C20H21N6O8PS2.2Na.3,5H2O Beräknat: 324596 C, 4,16% l-l, l2,4096 N Funnet: 321796 C, 3,72% H, l2,4896 N Dinatriumsaltet omvandlas till titelföreningen genom omrörning i vatten- lösning med kraftigt surt Amberlite IR-IZOH-jonbytarharts och sedan lyofilise- ring.

EXEMPEL 3 - _ 7ß-D-mandelamido~3-(l-fosfonometyltetrazol-5-yltiometyl)-3-cefem-4-karboxyl- åtrå , En lösning av 4,04 g (0,02 mol) I-clietylfosfinylmetyltetrazol-fi-tiol'i 100 ml 1:1 ättiksyra-konc. saltsyra återloppskokades under ca 16 timmar. Lösningen indunstades för att ge en återstod, som kromatograferades på cellulosa med 90:10 acetonitril-vatten som elueringsmedel. De fraktioner som innehöll produkt slogs ihop och indunstades till en liten volym, och denna lösning fick passera genom en Dowex SOW-XS sulíonsyra-jonbytarhartskolonn för att ge l-fosfono- metyltetrazol-S-tiol, smp. 185-1860 (söndJ. 7712303-2 9 C2H5NqO3PS Beräknat: l'2,2596 C, 2,57% H, 28,57% N Funnet: l2,669ó C, 2,60% H, 28,1596 N En blandning av 1,92 g (145 mmol) 7-D-mandelamidocefalosporansyra- natriumsalt; l,2g (61 mmol) l~fosfonometyltetrazol-ß-tiol, 1,01 g (120 mmol) natriumvätekarbonat och 50 ml vatten behandlades med tillräckligt av 596~ig natriumvätekarbonat-vattenlösning för att ge ett pH på 6,9 och upphettades sedan vid 670 under omrörning i 4 timmar. Reaktionsblandningen fick passera genom en XAD-7 jonbytarhartskolonn, och de fraktioner som innehöll produkt slogs ihop och behandlades med Dowex 50W-X8 sulíonsyra-jonbytarharts i vatten för att bringa pH till 1,14. l-lartset frânfiltrerades, och Iösningsmedlen avlägsna- des. Återstoden löstes i 75:25 acetonitril-vatten och fick passera genom en kolonn av mikrokristallin cellulosa. De fraktioner som innehöll produkt slogs ihop och indunstades till torrhet. Återstoden löstes i metanol, och Dowex 50W-X8- harts tillsattes till pH 1,6. Hartset frânfiltrerades och den återstående lösningen kyldes i is och bringades till pH 7,0 genom tillsats av en 596-ig lösning av natriummetoxid i metanol. Eter tillsattes under omrörning, och det resulterande fasta materialet uppsamlades genom filtrering, löstes i vatten och lyofiliserades för att ge titelföreningen som dess dinatriurnsalt, smp. 1800.

C18H17N6O8PS2.2Na.2,5H20 3152396 C, 3,41% H, l3,30% N, 7,28% Na 3156596 C, 3,52% H, 12,496 N, 7,49% Na Beräknat: Funnet: 76-D-mandelamido-B-(l-fosíonometyltetrazol-ñ-yltiometyl)-3-cefem-4- karboxylsyra-dinatriumsalt omvandlades till titelföreningen såsom beskrivits i Exempel 2. _ EXEMPEL ll 76-D-mandelamido-7a-metoxi-S-(l-etoxihydroxifosfinylmetyltetrazol-ñ-yltiof metyll-B-cefem-li-karboxylsyra En lösning av 1,16 g (2 mmol) 7B~amino-7<1-metoxi-3-(1-etoxi-t-butoxi- íosfinylmetyltetrazol-fi-yltiometyl)-3-cefem-ll-karboxylsyra-t-butylester och 0,30 g (2 mmol) N,N-dietylanilin i 100 ml torr metylenklorid omrörs vid 0-50, medan 0,56 g (2 mmol) D-O-dikloracetylmandeloylklorid i 10 ml metylenklorid tillsätts droppvis under 10 minuter. Blandningen omrörs i kyla under 30 minuter, värms sedan till rumstemperatur och omrörs under ytterligare 30 minuter.

Lösningen tvättas med 50 ml kall utspädd saltsyra och 50 ml kall 596~ig vatten- lösning av natriumvätekarbonat, torkas och indunstas till torrhet. Återstoden löses i en blandning av 10 ml trifluorättiksyra och 2 ml m-dimetoxibensen och omrörs vid omgivningstemperatur under 2 timmar. Överskottet av trifluorättik- 7712303-2 syra indunstas under val ml vatten och justeras till pl-l 9,3-9,5 med 5%-ig vatten-lösning av natriumkar- bonat. Den organiska fasen separeras och kastas.. Vattenfasen omrörs vid pH 9,3- 9,5 under 30 minuter, skiktas med etylacetat och justeras till pi-l 3,0 med utspädd saltsyra. Efter separering av skikten justeras vatteníasen till pH 7 med natriumvätekarbonat och får passera genom en XADJ-hart-skolonn. De frak- tioner som innehåller produkt slâs ihop, omrörs med' .Amberlite IR-IZOH- jonbytarharts och lyofiliseras för att ge titelföreningen. " EXEMPEL 5 En injicerbar farmaceutisk komposition bildas, genom att man sätter sterilt vatten eller en steril saltlösning (2 ml) till 500 mg 7ß-_D-mandelamido-3~ (l-etoxihydroxifosfinylmetyltetrazol-S-yltiometyl)-3-cefem-l+-karboxylsyra-dinat- riumsalt. En enhetsdos administreras intramuskulärt _till en patient infekterad med en organism som är känslig för föreningen såsom tidigare angivits var 4:e eller var 6:e timme. intravenös eller droppadministrering används också på liknande sätt. ' På liknande sätt kan farmaceutiska kompositioner av de övriga före- ningarna enligt uppfinningen framställas.

Claims (1)

1. 7712303-2 ll PATENTKRAV l. Sätt att framställa en förening med formeln H w e l | š S I ' R “N /N-N . N / cuzs \