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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Penicillinen oder Cephalosporinen und deren Derivaten.
Zahlreiche Verfahren für die Synthese von Penicillinen oder Cephalosporinen sind in der Literatur be-
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dungen mit einem aktivierten Derivat derjenigen Säure, mit der die Aminogruppe acyliert werden soll.
Als aktiviertes Säurederivat wird ein Säurehalogenid häufig in Gegenwart eines Halogenwasserstoffak- zeptors zur Herstellung von Penicillin- und Cephalosporinverbindungen aus 6-Aminopenicillansäure, 7-Ami- nocephemsäure oder deren Derivaten verwendet.
Diese Arbeitsweise besitzt mehrere Nachteile, die im wesentlichen auf der Anwesenheit des zugesetz- ten Halogenwasserstoffakzeptors beruhen. Die Acylierungsreaktion mit einem a-Aminosäurehalogenid-hy- drohalogenid wird vorzugsweise in Abwesenheit irgendwelcher starker Basen wie Alkylaminen durchgeführt.
Um jedoch z. B. 6-APS in einem organischen Lösungsmittel zu lösen, muss ein Überschuss von z. B. Tri- äthylamin je Mol 6-APS verwendet werden.
Es kann daher vorgezogen werden, für die anschliessende Acylierungsreaktion das überschüssige. Alkyl- amin zu entfernen, anderseits aber ist ein Halogenwasserstoffakzeptor notwendig, um die Reaktion zu beschleunigen.
Die beste Umgehung der vorerwähnten Schwierigkeiten wäre offenbar die Durchführung der Acylierung- reaktion ohne jede Freisetzung von Halogenwasserstoff und folglich ohne Zusatz eines Halogenwasserstoff- akzeptors. Diese Lösung des obigen Problems wird durch das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Penicillin- oder Cephalosporinderivaten erzielt.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Penicillinen oder Cephalosporinen der allgemeinen Formel
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worin
X eine Gruppe
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darstellt, worin R1 ein Wasserstoffatom oder eine Acetoxygruppe,
R ein Wasserstoffatom, eine Benzyl-, ringsubstituierte Mononitrobenzyl-, Benzhydryl-, p-Bromphen- acyl-, Alkylsilyl-, Pivaloyloxymethyl- oder Phthalidylgruppe, oder ein physiologisch annehmbares
Kation bedeutet, und R3 eine der folgenden Gruppen darstellt :
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worin
Z eine Methylengruppe, ein Sauerstoffatom- oder ein Schwefelatom bedeutet.
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worin
X ein Wasserstoff- oder Halogenatom bedeutet.
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worin
X ein Wasserstoff- oder ein Halogenatom bedeutet.
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ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der allgemeinen Formel
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steht, worin Q1 und Q2 gleich oder verschieden sind und Sauerstoff-oder Schwefelatome bedeuten, R2 für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe steht, n gleich 1 oder 2 ist,
R4 eine Benzyl-, ringsubstituierte Mononitrobenzyl-, Benzhydryl-, p-Bromphenacyl-, Alkyl- silyl-, Pivaloyloxymethyl- oder Phthalidylgruppe darstellt und
X obige Bedeutung hat, welche Verbindung (B) gegebenenfalls durch Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel
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worin
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p- und R3 COOH, worin R3 wie oben definiert ist,
odereinemreaktivenAcylderivatderselbenunterBildung eines Esters umsetzt und gegebenenfalls die Estergruppe durch Hydrolyse entfernt.
Die Herstellung einer Verbindung der Formel (B) und die Umsetzung dieser Verbindung mit einem Säurehalogenid als der eine reaktive Acylgruppe aufweisenden Verbindung kann wie folgt veranschaulicht werden :
Zu 1 Mol 6-A minopenicillansäure oder 7-Ainodesacetoxycephalosporansäure in einem organis chen L? sungsmittel werden 2 Mol Triäthylamin oder 2 Mol Diäthylamin zugesetzt. Durch Zugabe von 1 Mol Äthylenchlorphosphit wird die 6-oder 7-Äthylenphosphitamidoverbindung gebildet, und gleichzeitig wird die über- schüssigeMengedes Amins in das entsprechende Hydrochlorid übergeführt. Allenfalls kann in diesem Stadium der Synthese 1 Mol Trialkylsilylhalogenid, 1 Mol Äthylenchlorphosphit oder 1 Mol eines reaktiven Alkylhalogenids zugesetzt werden, um den entsprechenden Ester zu bilden.
Dann wird 1 Mol Säurechlorid, z. B. Phenylglycylchlorid. HCl zugesetzt, jedoch kein Halogenwasserstoffakzeptor, denn es wurde durch 31p - NMR Spektren nachgewiesen, dass die Amidbildung unter Freisetzung von Äthylenchlorphosphitfortschreitet, gegendas sich unter den vorliegenden Bedingungen der ss-Laetamring inert verhält.
Cyclische N-Carboxy-anhydride (Leuch'sche-Anhydride) wurden für die Herstellung von a-Aminopenieillinen bereits verwendet (s. z. B. J. Am. Chem. Soc. 86 [1964], S. 3870 und deutsche Offenlegungsschrift 1942693, Beispiel 13). Die Ausbeuten sind jedoch niedrig oder mittelmässig und unerwünschte Nebenprodukte werdendurch Reacylierung und Polymerisation der N-Carboxanhydride gebildet. Derartige Nebenprodukte
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sind schwer zu vermeiden, weil die freigesetzte Carbaminsäure zur spontanen Decarboxylierung unter Freisetzung der Aminogruppe neigt (s. z. B. M. Bodanszky : Peptide Synthesis).
In einem basischen Medium wird das Carbamation nicht decarboxyliert, doch findet in Gegenwart von nichtumgesetztemAnhydrid eine rasche Reacylierung über ein gemischtes Anhydrid statt (s. Chem. Pharm. Bull. 20 [1972], S. 664).
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können Penicilline und Cephalosporine der Formel (A) in befriedigenden Ausbeuten durch Umsetzung des N-Carboxy-anhydrids mit den oben genannten Phosphitamidoverbindungen der Formel (B) erhalten werden. Ohne die Erfindung auf diese Theorie einschränken zu wollen, wird angenommen, dass dies auf einer Stabilisierung der freigesetzten Carbaminsäure in Form eines Phosphitesters während der Reaktion beruht.
Unter den andern aktivierten Säurederivaten, die für die Acylierung der Aminogruppe der 6-A PS oder deren Derivaten verwendet werden, befinden sich verschiedene Formen von aktivierten Estern, z. B. p-Nitrophenyl-, Cyanomethylester u. dgl.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass beim erfindungsgemässen Verfahren sogar ein nichtaktivierter Ester wie ein Silylester mit den obigenzwischenprodukten der Formel (B) unter Bildung von Penicillinen oder Cephalosporinen reagieren kann. Silylester habendenVorteil, dass sie leicht hergestellt werden können.
Einige wenige Synthesen von Penicillin- oder Cephalosporinderivaten sind bekannt, bei denen eine freie
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setzung von Phosgen mit einem 6-APS-ester hergestellt werden können. Der 6-Isocyanato-penicillansäure- ester kann dann mit einer freien Säure zu einem Penicillinderivat umgesetzt werden. Diese Reaktion kann jedoch nur mit mässiger Ausbeute durchgeführt werden ; ausserdem ist diese bekannte Synthese bedenklich wegen der Verwendung von Phosgen, das giftig und technisch schwer zu handhaben ist.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann hingegen eine Verbindung der Formel (B) mit einer Carbonsäure zur entsprechenden Penicillin-oder Cephalosporinverbindung umgesetzt werden, welche, wenn nötig, in das gewünschte Derivat übergeführt wird.
Die obige Reaktionkanndurch das folgende Reaktionsschema, bei dem ein 6-APS-Derivat der Formel (B) mit einer Carbonsäure umgesetzt wird, veranschaulicht werden :
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wobei
R4 wie oben definiert ist und
R3 eine der vorgenannten organischen Gruppen bedeutet.
Falls die Verbindungen der Formel (n) eine oder mehrere Aminogruppen aufweisen, können sie in Form
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in an sich bekannter Weise geschützt werden.
Eine Verbindung der Formel (B), worin R eine substituierte Ammoniumgruppe darstellt, eignet sich für die Herstellung beliebiger Ester von Penicillin und Cephalosporin.
Manche der nach dieser Methode hergestellten Penicillinester sind wertvolle Antibiotica.
Phthalidester von Penicillin und Cephalosporin können in hohen Ausbeuten aus 6-Aminopenicillansäure oder 7-Aminocephemsäure hergestellt werden, ohne dass eine Epimerisierung am C6 (bzw. am C7) bewirkt wird.
Diese Verfahrensweise umfasst die Stufen der Kupplung einer Verbindung der Formel (I), worin R eine wie oben definierte substituierte Ammoniumgruppe darstellt, mit einem 3-Halogenphthalid unter Bildung des entsprechendenPhthalidestersunddie Acylierung dieses Esters unter Bildung des entsprechenden Penicillin-
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oder Cephalosporinesters.
Der Umstand, dass keine Epimerisation auftritt, wurde durch Kupplung des Trialkylammoniumsalzes der 6-Äthylenphosphitamido-penicillansäure mit 3-Bromphthalid in A cetonitril und Verfolgen des Fortschreitens der Reaktion mittels NMR-Spektren (60 MHz) bewiesen (s. Beispiel 16).
Das erfindungsgemässe Verfahren ist auf die Herstellung von Phthalidestern von Penicillin oder Cepha- losporinim allgemeinen anwendbar. Daher sind die nach dieser Verfahrensvariante hergestellten Ester nicht nur als Antibiotica von Wert, sondern sie können auch als Zwischenprodukte oder Hilfsstoffe für weitere Synthesen verwendet werden.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) können in hohen Ausbeuten (d. h. 90 bis 100%) hergestellt werden. Es erübrigt sich daher die Abtrennung dieser Verbindungen aus dem Reaktionsmedium, und die anschliessenden Reaktionen können in demselben Reaktionsmedium durchgeführt werden.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens einschliesslich der Herstellung einer Verbindung der Formel (I) kann durch folgendes Reaktionsschema veranschaulicht werden :
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Wie oben angegeben, können Verbindungen der Formel (1), worin R für eine substituierte Ammoniumgruppe steht, nach der Kupplung mit dem 3-Bromphthalid direkt, z. B. mit D (-)-Phenylglycylchlorid. HCI, acyliert werden, wobei das gewünschte Penicillin oder Cephalosporin in hoher Ausbeute erhalten wird.
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l : 7ss-Phenoxyacetamido-3-methyl-3-cephem-4-carbonsäure.Dann werden 1, 80 ml (20 mMol) Äthylenchlorphosphit zugesetzt und die Temperatur mittels eines Eisbades auf 0 bis 50C erhöht. Die Mischung wird am Eisbad 30 min gerührt.
Dann wird die Temperatur nochmals auf - 400C gesenkt und 2,53 ml (20 mMol) Trimethylchlorsilan werden zugesetzt. Die Temperatur wird im Verlauf von 30 min auf Raumtemperatur erhöht und die Mischung 20 min bei dieser Temperatur gerührt. Dann
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-200C abgekühltAcetonitril/Wasser (1 : 1) versetzt. Die Mischung wird 30 min auf dem Eisbad gerührt und dann dreimal mit Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden einmal mit Wasser gewaschen, über Na SO getrocknet und im Vakuum zu einem amorphen Pulver getrocknet. Ausbeute 6, 8 g (97%).
Das IR-Spektrum (KBr) zeigt charakteristische Banden bei 1685-1775 cm-1 (Amid, Säure und ss-Lactam- - CO-).
Das NMR-Spektrum (DMSO-d) zeigt charakteristische Signale bei : öppm
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088, 56 g (40 mMol) 7?Amino-3-methyl-3-cephem-4-carbonsäure werden in 200 ml trockenem Methylenchlorid suspendiert. 11, 3 ml (80 mMol) Triäthylamin werden zugesetzt und die Mischung wird auf 00C abgekühlt. Hierauf werden 5, 08 ml (40 mMol) Trimethylchlorsilan unter Rühren zugesetzt. Die Temperatur wird im Verlauf von 90 min auf Raumtemperatur erhöht und die Mischung wird weitere 30 min gerührt. Nach Ab-
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-400CTemperaturauf-10oCerhöht und das Rühren wird 30 min bei dieser Temperatur fortgesetzt. Eine Probe für NMR-Spektroskopie wirdgenommen. In dieser Probe ist das Methylenehlorid durch Chloroform ersetzt.
Das NMR-Spektrum der chloroformhältigen Probe zeigt ein Multiplett bei 3, 6-4, 3 ppm entsprechend den 4-Äthylenphosphitamido-Protonen und ein Multiplett bei 4, 7-5, 3 ppm entsprechenden ?Lactam-Protonen sowie ein Singlett bei 0, 3 ppm entsprechend den Trimethylsilylester-Protonen.
10, 72 g (52 mMol) D-(-)-α-Phenylglycylcholrid. HCl werden dann der Reaktionsmischung zugesetzt und diese Mischung wird 5h bei -100C gerührt. Dann werden 200 ml Wasser und etwas Eis zugesetzt und die Mischung wird 30 min bei 3 bis 50C gerührt. Das pH wird mit 30%iger Natriumhydroxydl|sung auf 7, 0 eingestellt und die Reaktionsmischung durch Celit, der gründlich mit Wasser gewaschen wird, filtriert. Die organische Phase wirdabgetrennt und die wässerige Phase zweimal mit 50 ml Methylenchlorid gewaschen.
Das Volumen der wässerigen Phase wird unter Vakuum auf 240 ml verringert und das Per mit 6 n HCI auf 5, 7 eingestellt. 11, 53 g (80 mMol) ss-Naphthol, gelöst in 20 ml Äthanol, werden im Verlauf von 2 h unter Rühren zugesetzt. Das Rühren wird noch ungefähr 2 h fortgesetzt, wobei die Temperatur auf 50C herabgesetzt wird.
Schliesslich wird die Reaktionsmischung über Nacht bei 50C stehengelassen. Der ausgefallene Cephalexin- - ss-naphtholkomplex wird durch Filtrieren abgetrennt und mit Wasser und Butylacetat gewaschen. Der gewaschene Niederschlag wird in 160 ml Wasser und 160 ml Butylacetat suspendiert und das PH mit 2 n Schwefelsäure auf 1, 5 eingestellt. Anschliessend wird die Mischung filtriert und die wässerige Phase wird zweimal mit 80 ml Butylacetat gewaschen. Der %-Wert der wässerigen Phase wird mit Triäthylamin auf 4, 5 eingestelltund das Volumen der Mischung im Vakuum auf 90 ml reduziert. 100 ml 1,2-Dimethoxyäthan werden zugesetzt und die Mischung wird unter Kühlen auf 50C während ungefähr 2 h gerührt.
Dann wird die Mischung über Nacht in einem Kühlschrank bei 50C stehengelassen. Der gebildete Niederschlag wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen und im Exsikkator getrocknet.
Ausbeute 7, 0 g reines Cephalexin mit einem IR-Spektrum (KBr), das charakteristische Banden bei 1500-1610 cm-1 (-COO-), 1690 cm-1(-CO-, Amid) und 1765 cm-1 (-CO-, ss-Lactam) zeigt, und einem NMRSpektrum (D2O-NaHCO2) mit folgenden Signalen :
6ppm
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904, 28 g (20 mMol) 7ss-Amino-3-methyl-3-cephem-4-carbonsäure werden in 50 ml trockenem Acetonitril suspendiert, 5,76 ml (40 mMol) Triäthylamin werden zugesetzt und die Mischung wird auf-40 C abgekühlt. Dann werden 1, 80 ml (20 mMol) Äthylenchlorphosphit zugesetzt und die Temperatur wird mittels eines Eis-
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bades auf 0 bis 50C erhöht. Die Mischung wird 30 min auf dem Eisbad gerührt.
Dann wird die Temperatur wieder auf -400C herabgesetzt und 2, 53 ml (20 mMol) Trimethylchlorsilan werden zugesetzt. Im Verlauf von 30 min wird die Temperatur auf Raumtemperatur erhöht und die Mischung wird 20 min bei dieser Temperatur gerührt. Das ausgefallene Triäthylammoniumchlorid wird abfiltriert (4, 65 g) und dem Filtrat wird eine Probe zur NMR-Spektroskopie entnommen. Das Spektrum zeigt ein Multiplett bei 3, 6-4, 3 ppm entsprechend den 4 Äthylenphosphitamido-Protonen und ein Multiplett bei 4, 7-5, 3 ppm entsprechend den ss-Lactam-Protonen, und die Trimethylsilylesterprotomnen bei 0,3 ppm. Die Reaktionsmischung wird auf 00C abgekühlt, worauf 4, 83 g (21 mMol) D(-)-α-Phenylglycylchlorid-hydrochlorid unter Rühren zugesetzt werden.
Die Temperatur wird im Verlauf von 30 min auf Raumtemperatur erhöht und die Reaktionsmischung wird 2 h bei dieser Temperatur gerührt. Die Mischung wird auf dem Eisbad abgekühlt, mit 40 ml Eiswasser versetzt und noch 30 min auf dem Eisbad gerührt. Nun wird das pa mit Triäthylamin auf 4, 5 eingestellt und das Rühren über Nacht und zuletzt bei einer Temperatur von ungefähr 0 C fortgesetzt. Das ausgefallene Cephalexin wird abfiltriert und mit einer kleinen Menge 50%igem wässerigem Acetonitril gewaschen.
Ausbeute 6, 3g (90%), welche nach Reinigung in an sich bekannter Weise das reine Cephalexin ergeben, dessen R- und NMR-Spektren mit den in Beispiel 16 beschriebenen identisch sind.
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Ein 31P-NMR-Spektrum der Lösung zeigt eine Bande bei -133,4 ppm (85% H2PO als äusserer Standard) für Äthylenphosphitamido. Dann werden 0.028 g (4 mMol) D(-)-α-Phenylglycychlorid-hydrochlorid zugesetzt, und die Mischung wird 1 h bei Raumtemperatur gerührt. Ein neues P-NMR-Spektrum der trüben Lösung zeigt eine Bande bei-167, 6 ppm, was genau demauthentischen Äthylenchlorphosphit entspricht, und die Bande von Äthylenphosphitamido ist vollständig verschwunden.
Die Hochspannungselektrophorese bei einem Pff von 2 zeigt die Bildung einer neuen Aufzeichnung.
Die Mischung wird durch Zusatz von Wasser und dreimalige Extraktion mit Methylenchlorid aufgearbei- tet. Die vereinigten organischen Phasen werden über MgSO getrocknet und zur Trockne eingedampft. Als 4 Produkt wird die Titelverbindung als ein Salz erhalten. Ausbeute 1, 6 g.
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Das NMR-Spektrum (DMSO-d ) des Produktes in Form des freien Amins zeigt charakteristische Signale bei : ôppm
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1Beispiel 5 : Ampicillin.
Methode A.
4,33 g (21 mMol) D (-)-Phenylglycylchlorid-hydrochlorid werden portionsweise im Verlauf von 1 min zu einer Lösung von 20 mMol Trimethylsilyl-6-(äthylenphosphitamido)-penicillanat in Methylenchlorid bei 0 C zugesetzt. Das Fortschreiten der Reaktion wird durch Penicillanase-Titration verfolgt, welche zeigt, dass nach einer Zeitspanne von 2 h bei 00C eine Ausbeute von mehr als 70% erhalten wurde. Zu diesem Zeitpunkt wird die Reaktionsmischung in 100 ml Eiswasser gegossen und nach 15 min langsamen Rühren filtriert. Die Wasserphase wird mit 20 ml Äthylacetat überdeckt und der pH-Wert der Wasserphase mit Natronlauge auf 2 eingestellt. Hierauf wird das gebildete Ampicillin als ein schwerlösliches Salz mit ss-Naphthalinsulfonsäure ausgefällt, wobei der pH-Wert auf 2 gehalten wird.
Die Reaktionsmischung wird 12 h bei 40C stehengelassen und dann filtriert. Der Rückstand wird mit 0,01 n HCl und Äthylacetat gewaschen. Nach Trocknen im Vakuum werden 7, 2 g weisses Ampicillin-ss-naphthalinsulfonsäuresalz, entsprechend 64, 5% der theoretis chen Ausbeute, erhalten. Die Hochspannungselektrophorese zeigte einen Fleck mit der Beweglichkeit von authentischem Ampicillin. Das IR-Spektrum war identisch mit demjenigen des ?Naphtahlisulfonsäuresalzes von authentischem Ampicillin.
Methode B.
5 mMol 6-91,3,2-Trioxaphospholan-2-yl-amino)-penicillansäure, Trialkylammoniumsalz, werden in 10 nil Deuteroform gelöst. 0,67 ml (5 mMol) Trimethylchlorsilan werden tropfenweise unter Stickstoff zugesetzt. Nach 1-stündigem Rühren bei Raumtemperatur werden 0,5 ml für NMR-Spektroskopie entnommen. (Die
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Probe wird nach Beendigung der Analyse in der Reaktionsmischung Zurückgebracht.)
Das NMR-Spektrum zeigt folgende charakteristische Signale bezüglich des Trimethylsilylesters :
6 ppm
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10durch das folgende Signal P -S -CH2 - 2.97 (m-2xq)JCHCH37,5Hz JCHNHS, 2 Hz N (CH2CH , HCl 3, 4-4, 2 (m) P-O-CH
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Die Penicillanase-Titration der Reaktionsmischung nach einer Reaktionszeit von 50 min bei 00C zeigt, dass eine Ausbeute von 65% erhalten wurde.
Die Identität des Produktes wurde durch Hochspannungselektrophorese einer hydrolysierten Probe der Reaktionsmischung nachgewiesen.
Das Reaktionsprodukt kann nach an sich bekannten Methoden gewonnen werden.
Beispiel6 :p-Hydroxyampicillin.
2, 16 g (10 mMol) 6-APS werden in 8 ml trockenem alkoholfreiem Chloroform durch Zusatz von 2, 5 ml (40 mMol) Triäthylamin gelöst, 1, 36 ml (10 mMol) Trimethylchlorsilan werden tropfenweise zugesetzt und
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in Gegenwart von Dimethylformamid als Katalysator hergestellt worden.
Nach einer Reaktionszeit von 7 min zeigt die Penicillanase-Titration der Reaktionsmischung eine Umwandlung entsprechend 21% Penicillin. Nach einer Zeit von 35 min beträgt die erzielte Ausbeute 42%. Wenn die Phosphitamidoverbindung zu einer Menge Säurechlorid zugesetzt wird, die aus 20 mMol der Säure hergestellt wurde, erhöht sich die Ausbeute auf ungefähr 70%.
Die 31P-NMR-Sopektroskopie der Reaktoonsmischung zeigt, dass Äthylenchlorphosphit durch Reaktion zwischen der Phosphitamidoverbindung und dem D (-)-p-Hydroxy-phenylglycylchlorid gebildet wird. p-Hydroxypenicillin kann aus der Reaktionsmischung nach bekannten Methoden gewonnen werden, wobei ein weisses kristallines Produkt mit folgenden spektroskopischen Kennwerten erhalten wird :
Das IR-Spektrum (KBr) zeigt charakteristische Banden bei 1510 m-1 (Amid II), 1600cm-' (COO-), 1680 cm-1 (Amid I) und 1770 cm-1 (-CO-, ss-Laetam).
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Methode A.
0,97 g D (-)-p-Hydroxy-N-carboxyphenylglycyl-anhydrid (5 mMol) werden in 5 ml trockenem Methylenchlorid suspendiert und eine Lösung von 0, 41 ml Pyridin (5 mMol) und 0, 45 ml Äthylenchlorphosphit in 5 ml
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sung von 5 mMol Trlmethylsilyl-6-äthylenphosphitamldo-penlcillanat (hergestellt wie in Beispiel 7 beschrieben) in 15 ml trockenem Methylenehlorid zugesetzt, und die Reaktion wird titrimetrisch verfolgt :
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<tb>
<tb> Zeit <SEP> Ausbeute
<tb> 0, <SEP> 5 <SEP> h <SEP> 25%
<tb> 1, <SEP> 5 <SEP> h <SEP> 40%
<tb> 16 <SEP> h <SEP> 56%
<tb>
Die Lösung wird mit trockenem Methylenchlorid auf 100 ml verdünnt und mit 0,04 ml Wasser und 0,09 g Toluolsulfonsäure versetzt. Dadurch wird das gebildete Penicillin als weisses Pulver ausgefällt, welches abfiltriert wird. Die Ausbeute beträgt 1, 83 g.
Nach Auflösen in Methanol und nochmaliger Ausfällung mit Äther zeigt die Substanz bei der Hochspannungs-Papierelektrophorese bei pH 7 nur einen Fleck, welcher mit demjenigen von authentischem p-Hydroxyampicillin identisch ist.
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werden. So kann man es in Wasser bei niedrigem PH lösen, und die Lösung filtrieren und auf ein kleines Volumen einengen. Zuletzt wird das Produkt beim isoelektrischen Punkt ausgefällt.
Methode B.
12,55 g D (-)-p-Hydroxy-phenylglycin werden in 150 ml trockenem Methylenchlorid suspendiert und mit 30 ml Trimethylchlorsilan versetzt. Die Mischung wird auf eine Temperatur, bei der RückflUss einsetzt, erhitzt, und 31,5 ml Triäthylamin werden tropfenweise zugesetzt. Nach Beendigung des Zusatzes wird die Mischung 1 h unter Rückfluss erhitzt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Das ausgefallene Triäthylamin-
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- hydrochlorid (32g) wird abfiltriert. Das Filtrat wird langsam zu einer unter Rückfluss gehaltenen Lösung von 15 g Phosgen in 150 ml Methylenchlorid und 150 ml Benzol zugesetzt. Die Mischung wird über Nacht unter Rückfluss erhitzt.
Die klare, schwach gelbe Lösung wird im Vakuum auf ungefähr 100 ml konzentriert, wobei sich D(-)-p-Trimethylsilyloxy-N-carboxyphenylglycyl-anhydrid in feinen Nadeln abscheidet, welche unter Zersetzung bei 240 bis 2550C schmelzen. Die Ausbeute an der reinen Verbindung beträgt 13, 3 g. Ein weiterer Anteil von Kristallen kann aus dem Filtrat durch Zusatz von Hexan erhalten werden.
Analyse für C, H, NO, Si :
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Das IR-Spektrum (KBr) zeigt charakteristische Absorptionen bei 1780 cm-1, 1800 cm-1, 1850 cm-1 und 1870 cm-1 (Anhydride), 840 cm-1 (Trimethylsilyl).
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:thylenchlorid gelöst und zum Rückfluss erhitzt. Eine Lösung von 5 mMol Trimethylsilyl-6-äthylenphosphitamidopenicillanat in 12, 6 ml trockenem Methylenehlorid wird im Verlauf von 45 min zugesetzt. Die enzymatische Titration 10min nach der Beendigung des Zusatzes zeigt eine Penicillinausbeute von 39%, während die Titration nach 1 und 2 h jeweils 50% Ausbeute zeigt.
IR-Spektroskopie und Dünnschichtchromatographie (Silicagel, Aceton/Benzol-Verhältnis 1 : 1) zeigt die Anwesenheit vonnichtumgesetztem Anhydrid, und durch Zusatz von weiteren 5 mMol Trimethylsilyl-6-phos-
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Identifizierung des beip-Hydroxyampicillin durch Hochspannungselektrophorese bei Prij 7.
Die Ausfällung des rohen Penicillins und die anschliessende Reinigung kann wie in Methode A beschrieben, durchgeführt werden.
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eine Lösung von 0, 9 ml Äthylenchlorphosphit in 5, 0 ml trockenem Toluol, gleichfalls auf -400C abgekühlt, zugesetzt. Dann wird das Rühren noch ungefähr 30 min fortgesetzt, wobei die Temperatur auf Raumtemperatur steigt.
Das gebildete Triäthylammoniumchlorid wird abfiltriert und eine Lösung des Trimethylsilylesters der Phenoxyessigsäure wird zugesetzt, welche in folgender Weise hergestellt wurde. 1, 5 g Phenoxyessigsäure werden in 20, 0 ml trockenem Toluol durch Zusatz von 1, 4 ml Triäthylamin gelöst, 1, 9 ml Trimethylehlorsilan werden zugesetzt, und nach Abkühlen auf Raumtemperatur wird das gebildete Triäthylammoniumchlorid durch Filtrieren abgetrennt.
Die vereinigten Toluollösungen werden 20 h unter Rückfluss erhitzt, auf Raumtemperatur abgekühlt und zweimalmit2%iger, kalter NaHCO-Losung und zweimal mit Wasser gewaschen, über Na SO getrocknet und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird mit Petroläther verrührt, wonach die gebildete
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gdo] -ceph-3-em-4-carboxylat.
4 mMol N-(tert.Butoxycarbonyl)-D(-)-α-phenylglyein-trimethysilylester, hergestellt durch 30 min langes Rühren von 1,01 g (4 mMOl) n-(tert.Butoxycarbonyl)-D(-)-α-Phenylglycin, 15 ml Chloroform, 0,57 ml (4 mMol) Triäthylamin und 0,51 ml (4 mMol) Trimethylchlorsilan, werden zu einer Lösung von 4 mMol 2',2',2'-Trichloräthyl-3-methyl-7?9äthylenphosphitamido)-ceph-3-em-4-carboxylt in 15 ml reinem Chloroform zugesetzt. Dann werden 40 ml Toluol zugesetzt, das Chloroform wird abgedampft und die Mischung wird 18 h unter Rückfl?(110 C) erhitzt. Die Mischung wird dann im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird in Methylenehlorid gelöst und zweimal mit verdünnter Salzsäure und zweimal mit Natrium- hydrogenearbonatlösung gewaschen.
Die Lösung wird über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei ein amorphes Pulver erhalten wird. Ausbeute 2, 0 g (86%) der Titelverbindung.
Das IR-Spektrum (KBr) zeigt charakteristische Banden bei 1680-1740 cm' (breit,-CO-, Esterund
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<tb>
<tb> :öppm
<tb> 1, <SEP> 40 <SEP> (s)-C <SEP> (CH <SEP> ) <SEP>
<tb> 2, <SEP> 17 <SEP> (s) <SEP> (3)-C
<tb> 2,9-3, <SEP> 65 <SEP> (2d) <SEP> J <SEP> = <SEP> 18 <SEP> Hz <SEP> (2)-CH <SEP> -
<tb> 4, <SEP> 6-5, <SEP> 1 <SEP> (m)-O-CH2-CCl <SEP> und
<tb> (6) <SEP> C-H
<tb> 5,25 <SEP> (d) <SEP> o-C-H
<tb> 5, <SEP> 8 <SEP> (m) <SEP> (7) <SEP> C-H <SEP> undAmid <SEP> N-H <SEP>
<tb> 7, <SEP> 0 <SEP> (d) <SEP> Amid <SEP> N-H <SEP>
<tb> 7, <SEP> 38 <SEP> (s) <SEP> #-
<tb>
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Methode A.
Eine Lösung von 10 mMol Trimethylsilyl-(6-äthylenphosphitamido)-penicillanat (hergestellt wie in Beispiel 7 beschrieben aus 2, 16 g 6-APS) in trockenem Methylenchlorid wird mit 1, 51 g (10 mMol) Phenoxyessigsäure versetzt und die Mischung wird unter Durchperlen von trockener Luft bei Raumtemperatur gerührt.
NacheinerReaktionszeit von 6h bei Raumtemperatur weist die Reaktionsmischung gemäss enzymatischer Titration eine Penicillinausbeute von 82% auf. Die Reaktionsmischung wird auf 00C abgekühlt, mit 5 ml Pyridin und danach mit 25 ml Dimethylsulfoxyd versetzt, anschliessend in 500 ml eiskalter 10% iger NaCl-Lösung gegossen und 30 min gerührt. Dann werden 150 ml Äthylacetat zugesetzt und das pH auf 2 eingestellt. Nach 30 min werden die Phasen getrennt und die Wasserphase wird dreimal mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit 25 ml Wasser versetzt und das pH mit KOH auf 7 eingestellt. Die Wasserphase wird abgetrennt, 150 ml n-Butanol werden zugesetzt und das Wasser wird durch azeotrope Vakuumdestillation entfernt. Das dabei ausgefällte kristalline Rohprodukt wird abfiltriert.
Ausbeute 3, 16 g (81%) mit einer durch Penicillanase-Titration bestimmten Reinheit von 76%. Das weisse kristalline Produkt zeigt eine charakteristische Absorption im IR-Spektrum, entsprechend derjenigen des Kaliumsalzes von Phenoxymethylpenicillin, und auch das NMR-Spektrum zeigt Signale, die für die genannte Verbindung charakteristisch sind.
Weitere 10% Ausbeute können aus den organischen Phasen erhalten werden, und die weitere Reinigung des Rohproduktes kann nach bekannten Methoden erfolgen.
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Methode B.
0,65 g Phenoxyessigsäure werden eienr reaktionsmischung zugesetzt, die 1, 8 g Trimethylsilyl-6-0-phe-
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und die Mischung wird 3 h bei Raumtemperatur gerührt. Die Penicillanase-Titration der Reaktionsmischung zeigt eine 60%igeAusbeute an Phenoxymethylpenicillin, das nach Hydrolyse mit Diäthylamin und 25%iger Kaliumchloridlösung als Kaliumsalz isoliert wird.
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s pie I 11 : Pi valoxymethyl-6-phenoxyacetamidopenicillanat.sung von 0,29 ml Äthylenchlorphosphit in 3 ml Äthylacetat wird tropfenweise zugesetzt. Danach wird die Kühlung abgestellt und die Mischung 30 min gerührt. Nach Zusatz von 498 mg Phenoxyessigsäure wird das Rühren 2, 5 h hei Raumtemperatur fortgesetzt.
Die Mischung wird aufgearbeitet, indem sie zweimal mit eiskalter 1 n HCl, zweimal mit kaltem Bicarbonat und einmal mit Eiswasser gewaschen'wird. Trocknen über Natriumsulfat und Eindampfen ergibt 1, 05 g (60%) eines amorphen Rückstandes.
Das IR-Spektrum (CHC1) zeigt charakteristische Banden bei 1505 cm-1 (AmidII), 1685 cm-1 (Amid I), 1750 cm-1 (-CO-, Ester) und 1785 cm-1 (-CO-, ss-Laetam).
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:thyl-7?(äthylenph osphitamido)-ceph-3-em-4-carboxylat in Acetonitril zugesetzt. Die Mischung wird 18h bei Raumtemperatur gerührt. Dann wird die Reaktionsmischung in Eiswasser gegossen und dreimal mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden dreimal mit gesättigter Natriumhydrogencar- bonatlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum zu einem amorphen Pulver eingedampft.
Ausbeute 1, 61 g (84%) der Titelverbindung.
Das IR-Spektrum (KBr) zeigt charakteristische Banden bei 1735 cm-1 (-CO-, Ester) und 1780 cm-1 (-CO-, ss-Laetam).
Das NMR-Spektrum (DMSO-d) zeigt charakteristische Signale bei :
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<tb>
<tb> Åappm
<tb> 2, <SEP> 12 <SEP> (s) <SEP> (3)-cog
<tb> 3,55 <SEP> (s) <SEP> (2)-CH2-
<tb> 4, <SEP> 60 <SEP> (s)-O-CH <SEP> -CO-
<tb> 5,0 <SEP> und <SEP> 5,05 <SEP> (2 <SEP> d) <SEP> -O-CH2-CCl
<tb> 5, <SEP> 15 <SEP> (d) <SEP> J=5Hz <SEP> (6) <SEP> =C-H <SEP>
<tb> 5, <SEP> 68 <SEP> (q) <SEP> J=5und8Hz <SEP> (7) <SEP> =C-H <SEP>
<tb> 6,7-7, <SEP> 5 <SEP> (m)-O-
<tb>
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ter Stickstoff zu 6, 5 g Benzyl-6-äthylenphosphitamidopenicillanat zugesetzt.
Die Mischung wird 4 h gerührt, zur Trockne eingedampft, in 50 ml Äthylacetat gelöst und zweimal mit Eiswasser, zweimal mit Bicarbonat und zuletzt zweimal mit Eiswasser geschüttelt. Die Lösung wird über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei 1, 44 g (75%) einer amorphen Substanz erhalten werden.
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Methode B.
Es wird die Arbeitsweise gemäss Methode A eingehalten, nur dass 0, 41 ml Diäthylchlorphosphit an Stelle von 0, 29 ml Äthylenchlorphosphit verwendet werden. Ausbeute 1, 02 g (70%) der Titelverbindung.
IR-und NMR-Spektrum zeigen die gleichen charakteristischen Signale wie bei dem nach Methode A hergestellten Produkt.
Methode C.
10, 6 g 6-APS werden in 75, 0 ml Acetonitril durch Zusatz von 16, 0 ml Triäthylamin gelöst und die ge-
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in 25, 0 ml Acetonitril wird unter Rühren und Einleiten von Stickstoff auf einmal zugesetzt. Nach 1/2-stündi- gem Rühren, wobei die Temperatur allmählich auf Raumtemperatur ansteigt, wird das Triäthylammoniumchlorid durch Filtrieren entfernt.
Die erhaltene Lösung wirdunter Einleiten von trockenem Stickstoff mit 0, 7 ml Triäthylamin und. 10, 0 ml Chlormethylpivalat versetzt. Die Mischung wird 18 h gerührt.
Nach dem Abfiltrieren des gebildeten Triäthylammoniumchlorids wird das Filtrat auf OOC abgekühlt und 12, 4 g D (-) -a-azidophenylessigsäure werden zugesetzt. Nach 22-stündigem Stehen der Lösung bei 00C wird sie in400 ml 2%ige eiskalte NaHCO-Lösung gegossen. Die Mischung wird mit Äthylacetat extrahiert und nach der Phasentrennung wird die wässerige Phase nochmals mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten Äthylacetatphasen werden mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum bei niedriger TemperaturzurTrockneeingedampft, wobei 18,0 g Rückstand erhalten werden. IR- und NMR-Spektrum dieses Rückstandes zeigen die gleichen charakteristischen Signale wie das nach Methode A hergestellte Produkt.
B e i s p i e l 16: Phthalidyl-6-(D(-)-α-aminophenylacetamido]-penicillanat, hydrochlorid.
Eine Lösung des Triäthylammoniumsalzes von 6-Äthylenphosphitamidopenicillansäure wurde aus 2, 16 g (10 mMol) 6-APS hergestellt.
Das NMR-Spektrum (CHCN) einer Probe der Reaktionslösung zeigte, dass alle 6-APS in die entsprechende Äthylenphosphitamidoverbindung übergeführt worden war, und die folgenden charakteristischen Signale wurden erhalten : öppm
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im Bromphthalid : öppm 7, 65 (s) (3) C-H ist verschwunden dagegen in der Esterverbindung :
6ppm für das entsprechende Proton 7, 45 (s)-1H Ausserdem zeigt das NMR-Spektrum die folgenden charakteristischen Signale :
öppm
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46 (s)5,00 (multiplett aus 8 Spitzen)
JHCCH= SHz, JHNCH=S. 9H
JPNCH=11,7Hz (6)C-H
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Diese Lösung von Phthalidyl-6-äthylenphosphitamidopenicillanat wird auf OOC abgekühlt, wonach 2,06 g (10 mMol) D (-)-Phenylglycylchloridhydrochlorid portionsweise im Verlauf von 5 min zugesetzt werden.
Nach 2-stündigem Rühren bei OOC wird die Reaktionsmischung in 50 ml kalter, gesättigter NaCl-Lösung gegossen. 30 ml Äthylacetat werden zugesetzt und die Mischung wird unter Eiskühlung 15 min gerührt. Nach der Phasentrennung wird die organische Phase nochmals mit kalter gesättigter NaCl-Lösung gewaschen, über MgSO getrocknetund im Vakuum zur Trockne eingedampft, wobei ein fester Rückstand erhalten wird.
Durch Behandlung mit Äther wird der Rückstand in eine kristalline Substanz umgewandelt, die nach Trocknen im Vakuum 9,9 g wiegt und bei 175 bis 180 C (Zers.) schmilzt. Ausbeute 70% Dihydrat, Reinheit : 96,5%.
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Das IR-Spektrum (KBr) zeigt charakteristische Banden bei 1779 cm-l (-CO-ss-Lactam und Ester), 1681 cm-l und 1492 cm-l (-CONH I und tri).
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rid.
4,28 g (20 mMol) 7-aminodesacetoxycephalosporansäure werden in 40 ml trockenem Acetonitril aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wird unter trockenem Stickstoff auf -40 c abgekühlt und mit 5,6 ml (40 mMol) Triäthylamin versetzt. 1,8 ml (20 mMol) Äthylenchlorphosphit, in 4 ml trockenem Acetonitril gelöst, werden tropfenweise zugesetzt. Durch diesen Zusatz wird ein Temperaturanstieg auf-25 C bewirkt. Die Reaktionsmischung wird langsam auf 250C erwärmt. Nach 20 min wird die Mischung auf 5 C abgekühlt und mit 4,24 g (20 mMol) Bromphthalid versetzt.
Die so erhaltene Mischung wird 3 h bei 100C gerührt. Nach Abküh-
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lenauf 50C werden4, 1g (20 mMol) D (-)-Phenylglycylchlorid-hydrochlorid zugesetzt. Die Temperatur steigt auf 10 C. Das Rühren wird 2, 5 h bei Raumtemperatur fortgesetzt.
Zu der Reaktionsmischung werden 80ml Methylenchlorid zugesetzt, wonach sie in 100 ml kalte gesättigte Natriumehloridlösung gegossen wird. Das Waschen wird zweimal mit je 30 ml Natriumchloridlösung wiederholt. Die organische Phase wird viermal mit 25 ml Wasser extrahiert. Die vereinigten wässerigen Phasen werden zweimal mit 40 ml Äthylacetat extrahiert, wonach die Wasserphasen zur Trockne eingedampft werden.
Nach 20-stündigem Trocknen über Phosphorpentoxyd werden 4, 3 g der Titelverbindung von hoher Reinheit erhalten.
Das IR-Spektrum zeigt charakteristische Banden bei 1750-1790 cm-1 (ss-Lactam und Ester), 1690 cm-1 (Amid I), 1606 em-i (Doppelbindung) und 1500 cm-1 (Amid II).
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:Gefunden : 54, 57% 4, 63% 7, 98% 5, 90%.
B e i s p i e l 18: Phthalidyl-6-(D(-)-α-aminophenylacetamido]-penicillanat, hydrochlorid.
2, 71 g (10 mMol) 7-Aminocephalosporansäuire werden in 20 ml trockenem Acetonitril durch Zusatz von 1, 82 ml (18 mMol) Triäthylamin gelöst. Dann wird die Mischung in trockener Stickstoffatmosphäre auf -400C abgekühlt. Nach Zusatz von 0, 9 ml (10 mMol) Äthylenchlorphosphit, gelöst in 2, 5 ml trockenem Acetonitril, wird eine zusätzliche Menge von 0, 84 ml (6 mMol) Triäthylamin zugegeben. Die Temperatur wird innerhalb
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50 ml gesättigter wässeriger NaCI-Lösung und 25 ml Äthylacetat gegossen wird. Das Rühren wird weitere 15 min fortgesetzt. Dann werden die Phasen getrennt und die organische Phase wird mit gesättigter NaClLösung ausgeschüttelt, über MgSO getrocknet und zur Trockne eingedampft.
Bei Behandeln mit Äther wird der Rückstand fest, und nach dem Filtrieren werden 3, 93 g (68%) des Produktes erhalten.
Das NMR-Spektrum zeigt, dass das erhaltene Produkt aus 7-[D(-)-α-aminophenylacetamidol-cephalospo-
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20bis 26% der ANach Zusatz von DO verschwinden die Signale #9, 63 und 68, 9, während das Signal 65, 7 in 65, 73 (1H, d, J = 4,6 Hz) umgewandelt wird. Bei Verwendung von CDsCN/D20 als Lösungsmittel und TMS als internen Standard wird das Multiplett #5,2-4,5 aufgelöst, sodassdas NMR-Spektrum innerhalb des Bereiches 65, 8-4, 5 die folgenden Kennwerte annimmt :
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6 ppm
5, 72 (lH, d, J=4, 6Hz)
5, 17 (1H, s)
4, 99 (lH, d, J = 14 Hz)
4, 97 (1H, d, J=4, 6Hz)
4,70 (1H, d, J = 14 Hz).
Das (7) CH des A2-Isomeren ist bei 6 5, 55 ppm (d, J = 4,2 Hz) sichtbar. Das IR-Spektrum (KBr) hat unter anderem starke Banden bei 1785 cm-1, 1745 cm-l und 1695 cm-1.
Für die Analyse wurde das Produkt durch Ausfällen mit Perchlorsäure aus Wasser in ein Perchlorat übergeführt. Nach Ausfällen aus Butylacetat mit Äther wird ein teilweise kristallines Produkt erhalten. Das Produkt hat einen Schmelzpunkt von 1320C (Zers.) und bindet 1/2 Mol Butylacetat durch Trocknen im Vakuum (0,05 mm Hg).
Analyse für C29H30N3O13SCl:
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0,81 g (3 mMol) 7-Aminocephalosporansäure werden bei Raumtemperatur in 5 ml trockenem Acetonitril aufgeschlämmt und durch Zusatz von 0,84 ml (6 mMol) Triäthylamin in Lösung gebracht. Die Lösung wird auf-40 C in trockener Stickstoffatmosphäre abgekühlt und dann mit 0, 27 ml (3 mMol) Äthylenchlorphosphit versetzt. Die Temperatur wird innerhalb von 30 min auf 0 C ansteigen gelassen. Nach der Entfernung des ausgefallenen Triäthylammoniumchlorids durch Filtrieren werden 0, 64 g (3 mMol) 3-Bromphthalid, in 2,5 ml trockenem Acetonitril gelöst, zugesetzt.
Die Reaktionsmischung wird gerührt, während die Temperatur im Verlauf von 13/4 h auf 100C steigt. Dann wird die Mischung auf 00C abgekühlt und 3 mMol 2-Thienylacetylchlorid in 2,5 ml trockenem Acetonitril werden tropfenweise zugesetzt.
Die Mischung wird 1/2 h bei 00C gerührt und dann in 20 ml eiskalte, gesättigte wässerige NaCl-Lösung, die mit 10ml Äthylacetat bedeckt ist, gegossen. Nach 15 min Rühren werden die Phasen getrennt und die organische Phase wird mit eiskalter gesättigter NaCl-Lösung geschüttelt, überMgSO getrocknet und im Vakuum eingedampft. Ein so erhaltener dunkler, öliger Rückstand wird in 10 ml Butylacetat gelöst. Die Lösung wird filtriert und das Filtrat mit 10 ml Wasser verrührt, wonach der pH-Wert der Wasserphase mit verdünntem NaOH auf 5,5 eingestellt wird. Die Phasen werden getrennt und die organische Phase wird mit Wasser ausgeschüttelt, über wasserfreiem MgS04 getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei 6, 4 g eines hellen festen Rohproduktes erhalten werden.
TLC : Ein J2-Stärke reduzierender Fleck.
Das Produkt wird durch wiederholte Fällungen aus Äthylacetat mit Äther gereinigt, und es werden 3,4 g, entsprechend 54% der theoretischen Ausbeute erhalten. NMR zeigt, dass das Produkt 10 bis 15% des A2¯Iso- meren enthält.
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**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.