<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des neuen 7-[ [2- (2-Aminothiazol-4-yl)- - (Z)-2- (2-carboxyprop-2-oxyimino)-acetamido] -3- [ (1-methyl-l-pyrrolidinium)-methyl]-3-cephem-4- - carboxylats oder eines nichttoxischen, pharmazeutisch verträglichen Salzes, physiologisch hydrolysierbaren Esters oder Solvats davon.
Cephalosporinverbindungen sind in der Literatur ausführlich beschrieben :
Die GB-PS Nr. 1, 399, 086 beschreibt eine grosse Zahl von Cephalosporinen der Formel
EMI1.1
worin R ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe bedeutet, Ra eine verätherte, einwertige,
EMI1.2
EMI1.3
EMI1.4
dass P N-Methylpyrrolidiniummethyl (oder ein weiterer, gesättigter, Stickstoff enthaltender Ring, der über sein Stickstoffatom an die 3-Methylgruppe gebunden ist und der einen weiteren Substituenten an dem Stickstoffatom aufweist) sein kann. Einen ähnlichen Offenbarungsgehalt haben die US-PS Nr. 3, 971, 778 und die Ausscheidungen Nr. 4, 024, 133, Nr. 4, 024, 137, Nr. 4, 064, 346, Nr. 4, 033, 950, Nr. 4, 079, 178, Nr. 4, 091, 209, Nr. 4, 092, 477 und Nr. 4, 093, 803 davon.
Die US-PS Nr. 4, 278, 793 beschreibt eine grosse Zahl Cephalosporinderivate der Formel
EMI1.5
worin die Variablen R., R , Rg, R,, X und A die allgemeinen Definitionen der entsprechenden Substituenten der in der Erfindung beanspruchten Verbindungen der Formel (I) umfassen. In den 20 Spalten, in denen die verschiedenen Substituenten definiert werden, in der 78seitigen Tabelle mit Strukturformeln und in den 225 Beispielen ist jedoch nicht beschrieben, dass A auch N-Methylpyrrolidiniummethyl (oder ein weiterer, gesättigter, Stickstoff enthaltender, heterocyclischer Ring), das über sein Stickstoffatom an die 3-Methylgruppe gebunden ist und das einen weiteren Substituenten am Stickstoffatom aufweist, sein kann. Die GB-PS Nr. 1, 604, 971 ist das britische Äquivalent dazu und beschreibt im wesentlichen den gleichen Sachverhalt.
Die formal offenbar in keiner Beziehung dazu stehende GB-PS Nr. 2, 028, 305 hat den gleichen, breiten Offenbarungsgehalt, wobei A jedoch nur ein Wasserstoffatom bedeutet.
Die DE-OS 2805655 beschreibt 7- [2- (2-Aminothiazol-4-yl)-2- (syn)-methoxyiminoacetamido]- - cephalosporansäure-Derivate der allgemeinen Formel
EMI1.6
<Desc/Clms Page number 2>
worin R 1 NH eine gegebenenfalls geschützte Aminogruppe bedeutet, R2 für ein Halogenatom oder für eine gegebenenfalls substituierte Hydroxy-, Thiol- oder Aminogruppe steht und COOR eine gegebenenfalls veresterte Carboxylgruppe bedeutet. Weiter wird beschrieben, dass, wenn R eine Aminogruppe bedeutet, diese disubstituiert sein kann und die Substituenten zusammen mit dem N-Atom inter alia eine Pyrrolidinogruppe bilden können. Die N-Methylpyrrolidiniummethyl-Gruppe (oder eine andere quaternäre Ammoniumgruppe) wird jedoch nicht erwünscht, und der Substituent R2 kann auch nicht über eine Methylengruppe an die 3-Stellung gebunden sein.
Die US-PS Nr. 4, 278, 671 beschreibt 7- [2- (2-Aminothiazol-4-yl)-2- (syn)-methoxyiminoacetami- do ]-cephalosporin-Derivate der allgemeinen Formel
EMI2.1
EMI2.2
2 NHoder "den Rest einer nucleophilen Verbindung" steht. Der Ausdruck "Rest einer nucleophilen Verbindung" ist breit definiert, wobei festgestellt wird, dass R3 "alternativ eine quaternäre Ammoniumgruppe sein kann". Dabei werden Pyridinium, verschieden substituiertes Pyridinium, Chinolinium, Picolinium und Lutidinium als quaternäre Ammoniumgruppen beschrieben. Es fehlt jedoch jeder Hinweis, dass die quaternäre Ammoniumgruppe ein gesättigtes, Stickstoff enthaltendes, heterocyclisches Ringsystem sein kann, das über sein Stickstoffatom gebunden ist und das einen weiteren Substituenten am Stickstoffatom aufweist.
Die GB-PS Nr. 1, 581, 854 ist das britische Äquivalent dazu und hat den im wesentlichen gleichen Offenbarungsgehalt. Weitere Patente derselben Inhaberin, welche formal in keiner Beziehung hiezu stehen, aber einen ähnlichen Offenbarungsgehalt aufweisen, sind die US-PS Nr. 4, 098, 888 und die Ausscheidungen Nr. 4, 203, 899, Nr. 4, 205, 180 und Nr. 4, 298, 606 sowie die GB-PS Nr. l, 536, 281.
Die US-PS Nr. 4, 168, 309 beschreibt Cephalosporinderivate der allgemeinen Formel
EMI2.3
worin R für Phenyl, Thienyl oder Furyl steht ; Ra und Rb unabhängig voneinander für Wasser- stoff, Alkyl, Cycloalkyl, Phenyl, Naphthyl, Thienyl, Furyl, Carboxy, Alkoxycarbonyl oder Cyano stehen, oder Ra und R bilden zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, einen Cycloalkyliden-oder Cycloalkenylidenring ; m und n jeweils für 0 oder 1 stehen, wobei die Summe von m und n 0 oder 1 ist ; und R 1 zusammen mit dem Stickstoffatom, an das es gebunden ist, breit definiert ist, aber inter alia keinen gesättigten, 5gliedrigen Ring bedeuten kann.
Die Verbindung der Formel
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
wird im Beispiel 5 beschrieben. Die GB-PS Nr. 1, 591, 439 ist das britische Äquivalent hiezu und hat im wesentlichen den gleichen Offenbarungsgehalt. Es gibt keinen Hinweis in diesem Patent, dass der Substituent R die 2-Aminothiazol-4-yl-Gruppe sein kann oder dass der Imino-Substituent die Carboxylgruppe nicht aufweist.
Die erfindungsgemäss hergestellte Verbindung entspricht der Formel
EMI3.2
Wie aus dieser Formel ersichtlich, kann die Verbindung bezüglich der Carboxy-substituierten
EMI3.3
stens 90% des"syn"-Isomeren, vorzugsweise ist sie im wesentlichen frei von dem entsprechenden "anti"-Isomeren.
Die hergestellte Verbindung der Formel (I) kann auch in der tautomeren Form, d. h. in
EMI3.4
bzw. ihrer pharmazeutisch verträglichen Salze, physiologisch hydrolysierbaren Ester oder Solvate ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mischung von Benzhydryl-7-amino-3-chlormethyl-3-cephem-4-carboxylat, (Z)-2- (2-tert.
Butoxycarbonylprop-2-oxyimino)-2- (2- trityl-aminothiazol-4-yl)- - essigsäure, Dicyclohexylcarbodiimid (DCC) und N-Hydroxybenztriazol in einem organischen Lösungs-
EMI3.5
man mit einem Jodsalz zur Reaktion bringt und anschliessend mit N-Methyl-pyrrolidin in einem organischen Lösungsmittel umsetzt, worauf man aus der erhaltenen Verbindung die unerwünschten Schutzgruppen entfernt und gegebenenfalls die entstehende Verbindung in ein nichttoxisches pharmazeutisch verträgliches Salz, einen physiologisch hydrolysierbaren Ester oder ein Solvat überführt.
Das Reaktionsschema zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens ist folgendes :
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
EMI5.2
<Desc/Clms Page number 6>
Andere geeignete Carboxyl-Schutzgruppen sind dem Fachmann bekannt und umfassen Aralkyl- gruppen, wie Benzyl, p-Methoxybenzyl, p-Nitrobenzyl und Diphenylmethyl (Benzhydryl) ; Alkyl- gruppen, wie tert. Butyl ; Halogenalkylgruppen, wie 2, 2, 2-Trichloräthyl, und weitere in der
Literatur, z. B. der GB- PS Nr. 1, 399, 086, beschriebene Carboxy l-Sch utzgru ppen. Vorzugsweise verwendet man Carboxyl-Schutzgruppen, die durch Behandlung mit Säure leicht abgespalten werden können. Besonders bevorzugte Carboxyl-Schutzgruppen sind die Benzhydryl-und tert. Butyl-
Gruppe.
Geeignete Amino-Schutzgruppen sind ebenfalls bekannt und umfassen die Tritylgruppe und
Acylgruppen, wie Chloracetyl. Amino-Schutzgruppen, die leicht durch Behandlung mit Säure, wie die Tritylgruppe, entfernt werden können, sind bevorzugt.
In der ersten Stufe der obigen Reaktionsfolge, der Acylierung, bildet sich aus der Säure (II) mit Hilfe des N-Hydroxylbenztriazols in Gegenwart des Kondensationsmittels Dicyclohexylcarbo- diimid (DCC) ein aktivierter Ester, der als acylierendes Säurederivat leicht die Reaktion mit dem Amin (III) eingeht. Beim Arbeiten mit Hilfe dieses aktivierten Esters sollte das Reaktions- medium nicht wässerig sein. Besonders bevorzugte Lösungsmittel zur Acylierung sind halogenierte
Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid und Chloroform, es können jedoch auch tertiäre Amine, wie Dimethylacetamid oder Dimethylformamid, sowie weitere, herkömmliche Lösungsmittel, wie
Tetrahydrofuran, Acetonitril u. dgl., zur Anwendung kommen.
Die Acylierung kann bei einer Temperatur von etwa -50 bis etwa +50 C durchgeführt werden.
Vorzugsweise liegt die Temperatur jedoch bei oder unterhalb Raumtemperatur.
Die entscheidende Stufe in dem obigen Reaktionsschema ist die Reaktion der Verbindung (V) mit dem N-Methylpyrrolidin. Die Reaktion wird in einem nichtwässerigen, organischen Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, Chloroform, Äthyläther, Hexanäthylacetat, Tetrahydrofuran, Acetonitril u. dgl., oder in Mischungen derartiger Lösungsmittel durchgeführt. Die Reaktion wird bequemerweise bei einer Temperatur von etwa -10 bis etwa +15 C, vorzugsweise bei Raumtemperatur, durchgeführt.
Wenigstens 1 Mol N-Methylpyrrolidin sollte pro Mol der Verbindung (V) zur Anwendung kommen ; vorzugsweise verwendet man einen Überschuss an N-Methylpyrrolidin von etwa 50 bis 100%.
Die pharmazeutisch verträglichen Salze der Verbindung (I) umfassen Salze mit anorganischen Basen, wie Alkalimetallsalze (z. B. Natrium-und Kaliumsalze) und Erdalkalimetallsalze (z. B.
Calciumsalze), Ammoniumsalze, Salze mit organischen Basen (z. B. mit Triäthylamin, Procain, Phenäthylbenzylamin, Dibenzyläthylendiamin und andern organischen Basen, die auf dem Penicillinund Cephalosporin-Gebiet verwendet werden) und Säureadditionssalze (z. B. Salze mit Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Ameisensäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Methansulfonsäure, Phosphorsäure, Essigsäure oder Trifluoressigsäure) und weitere Säuren, die auf dem Penicillinund Cephalosporin-Gebiet verwendet wurden. Die physiologisch hydrolysierbaren Ester umfassen Acyloxyalkylester, z. B. (Niedrig)-Alkanoyl- (niedrig)-alkylester, wie Acetoxymethyl, Acetoxyäthyl, Pivaloyloxymethyl u. dgl.
Die Basensalze und die Ester können mit jeder Carboxylgruppe der Verbindung (I) gebildet werden.
Die erfindungsgemäss hergestellte Verbindung (I) weist eine stark antibakterielle Wirkung gegen verschiedene grampositive und gramnegative Bakterien auf und ist zur Behandlung bakterieller Infektionen bei Mensch und Tier brauchbar. Die Verbindung der Formel (I) kann in üblicher Weise unter Verwendung bekannter, pharmazeutischer Träger und Exzipienten zur parenteralen Verabreichung formuliert werden und kann in Dosiseinheitsform oder in Behältern zur Mehrfachdosierung dargeboten werden. Die Mittel können in Form von Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen in öligen oder wässerigen Trägern vorliegen und können übliche Dispergier-, Suspendier- oder Stabilisierungsmittel enthalten. Die Mittel können auch in Form eines Trockenpulvers
EMI6.1
Grundlagen, wie Kakaobutter oder andern Glyceriden, formuliert werden.
Falls gewünscht kann die erfindungsgemäss hergestellte Verbindung in Kombination mit weiteren Antibiotika wie Penicillinen oder weiteren Cephalosporinen, verabreicht werden.
Bei Formulierung in Dosiseinheitsform enthalten diese Mittel vorzugsweise etwa 50 bis 1500 mg Wirkstoff der Formel (I). Die Dosierung zur Behandlung von Erwachsenen liegt vorzugs-
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
EMI7.2
<Desc/Clms Page number 8>
Tabelle Geometrisches Mittel der MIC-Werte ( (ig/ml)
EMI8.1
<tb>
<tb> Testorganismus <SEP> Verbindung
<tb> 1 <SEP> Cefotaxim <SEP> (a) <SEP> Ceftazidim <SEP> (a) <SEP>
<tb> (G+)-Ia <SEP> (5 <SEP> Stämme) <SEP> 14 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP>
<tb> (G+)-Ib <SEP> (5) <SEP> 33 <SEP> 2, <SEP> 2 <SEP> 12
<tb> (G-)-Ia <SEP> (5) <SEP> 0, <SEP> 066 <SEP> 0, <SEP> 015 <SEP> 0, <SEP> 070 <SEP>
<tb> (G-)-Ib <SEP> (6) <SEP> 0, <SEP> 79 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 1, <SEP> 7 <SEP>
<tb> (G-)-II <SEP> (5) <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> 4, <SEP> 1 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP>
<tb> (G-)-III <SEP> (6) <SEP> 4,
<SEP> 0 <SEP> 22 <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP>
<tb>
(G+)-Ia : Penicillin-sensitiver S. aureus (5 Stämme) (G+)-Ib : Penicillin-resistenter S. aureus (5 Stämme) (G-)-Ia : Cephalothin-sensitiver E. coli (2 Stämme), Kl. pneumoniae (1 Stamm) und Pr. mirabilis (2 Stämme) (G-)-Ib : Cephalotin-resistenter E. coli (3 Stämme) und Kl. pneumoniae (3 Stämme) (G-)-II : Pr. morganii (l Stamm), Ent. cloacae (2 Stämme) und Ser. mar- cescens (2 Stämme) (G-)-III :
Sp. aeruginosa (6 Stämme) (a) : Mittel aus fünf Versuchen
Es ist ersichtlich, dass die Verbindung (I) gegenüber der (G-)-II-Gruppe der Testorganismen wirksamer war als Cefotaxim und gegenüber der (G-)-III-Gruppe der Testorganismen (Ps. aeruginosa) bedeutend wirksamer als Cefotaxim war. Die Verbindung war gegenüber allen Gruppen gramnegativer Testorganismen ausser (G-)-III (Ps. aeruginosa), welche etwas empfindlicher gegen- über Ceftazidim war, wirksamer als Ceftazidim.
Die folgenden Vorschriften dienen zur Erläuterung der Herstellungsverfahren für Ausgangsverbindungen :
Vorschrift 1 Benzhydryl-3-hydroxymethyl-7-phenylacetamido-3-cephem-4-carboxylat
Zu einer gerührten Suspension aus Phosphatpuffer (PH 7 ; 162, 5 ml) und Weizenkleie (20 g ; trocken) gibt man bei Raumtemperatur auf einmal 7-Phenylacetamidocephalosporansäure-natriumsalz (5 g ; 12, 1 mMol). Das Fortschreiten der Reaktion wurde mittels HPLC verfolgt, bis die Hydrolyse vollständig war (5 h). Man filtrierte die Suspension zur Entfernung der Weizenkleie und kühlte das Filtrat auf 5 bis 10 C zur extraktiven Veresterung. Zu der gekühlten Lösung gab man 32 ml Methylenchlorid und danach eine 0,5M Diphenyldiazomethanlösung in 24 ml Methylenchlorid.
Der PH wurde dann mit 28%iger Phosphorsäure auf 3,0 eingestellt. Nach 1 h lässt man die Temperatur der Reaktionsmischung auf 20 C steigen. Man gibt langsam 56 ml Heptan zu und filtriert die erhaltene, kristalline Titelverbindung ab. Die Ausbeute an Titelverbindung betrug 3, 0 g (50%).
<Desc/Clms Page number 9>
Vorschrift 2 Benzhydryl-7-amino-3-chlormethyl-3-cephem-4-carboxylat (III)
Zu einer Aufschlämmung von PC15 (8, 3 g ; 40 mMol) in 100 ml CH Cl gab man Pyridin (3, 2 g ; 40 mMol) und rührte die Mischung 20 min bei 20 C. Zu dieser Mischung gab man unter Rühren bei-40 C auf einmal Benzhydryl-3-hydroxymethyl-7-phenylacetamido-3-cephem-4-carboxylat (5, 1 g ; 10 mMol), hergestellt gemäss Vorschrift 1. Man rührte die Mischung 15 min bei-10 C und liess sie dann 7 h bei-10 bis-15 C stehen. Die gekühlte Lösung (-20 C) wurde mit 10 ml Propan-1, 3-diol versetzt. Die Mischung wurde 16 h bei-20 C stehengelassen und anschlie- ssend 20 min bei Raumtemperatur gerührt.
Die erhaltene Lösung wurde mit 2 x 20 ml Eis-Wasser und 10 ml gesättigter, wässeriger NaCl-Lösung gewaschen, über MgS04 getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der gummiartige Rückstand (12 g) wurde in einer Mischung von CHCl3 und n-Hexan (2 : 1) gelöst und unter Verwendung einer Silikagelsäule (200 g) und dem gleichen Lösungsmittel als Eluierungsmittel chromatographiert. Diejenigen Fraktionen, die die Titelverbindung
EMI9.1
1 g ;NMR : SDMSO-dg + CDCI3'TpM : 3, 69 (2H, s), 4, 43 (2H, s), 5, 09 (lH, d, J = 4, 5 Hz),
5, 24 (lH, d, J = 4, 5 Hz), 6, 87 (lH, s), 7, 3 (1OH, m).
Die (Z)-2-(2-tert.Butoxycarbonylprop-2-oxyimino)-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-essigsäure (II) wurde nach dem in der IJS-PS Nr. 4, 258, 041 und der GB-PS Nr. 2, 025, 398 beschriebenen, allgemeinen Verfahren hergestellt. Der in diesen Publikationen beschriebene Schmelzpunkt betrug 152 bis 1560C (Zers. ), die für das erfindungsgemässe Verfahren hergestellte Verbindung schmolz jedoch bei 174 bis 175 C (Zers. ).
Beispiel
EMI9.2
sich während dieser Zeit Dicyclohexylharnstoff abschied. Der Dicyclohexylharnstoff wurde abfiltriert und das Filtrat mit (III) (1, 5 g ; 3, 6 mMol) vermischt. Die Mischung stand über Nacht bei Raumtemperatur und wurde dann im Vakuum verdampft. Der ölige Rückstand wurde in 20 ml CHCl3 gelöst, mit gesättigter, wässeriger NaHC03 und gesättigter, wässeriger NaCl gewaschen, über MgS04 getrocknet und zur Trockne verdampft. Der Rückstand (3, 9 g) wurde in n-Hexan : CHCl3 (1 : 2) gelöst und über eine Silikagelsäule (40 g) unter Verwendung des gleichen Lösungsmittelsystems gegeben.
Diejenigen Fraktionen, die die Titelverbindung enthielten, wurden im Vakuum eingedampft, wobei man 1, 3 g (39%) (Va), Fp. > 1000C (Zers. ), erhielt.
EMI9.3
3990,NMR : S, CDCI3'TpM : 1, 45 (9H, s), 1, 63 und 1, 66 (jeweils H, s), 3, 49 (2H, brei- tes s), 4, 34 (2H, s), 4, 96 (lH, d, J = 4, 5 Hz), 5, 90 (lH, dd, J = 4, 5 und 7, 5 Hz), 6, 66 (1H, s), 6, 86 (lH, s), 7, 0 bis
7, 5 (25H, m), 8, 23 (1H, d, J = 7, 5 Hz).
B) Benzhydryl-7- [ (Z)-2-(2-tert.butoxycarbonylprop-1-oxyimino)-2-(2-tritylaminothiazol-4- -yl)-acetamido]-3-jodmethyl-3-cephem-4-carboxylat (V)
Eine Mischung von (IV) (500 mg ; 0,53 mMol) und NaJ (240 mg ; 1, 6 mMol) in 3 ml Aceton wurde 2 h bei Raumtemperatur gerührt und dann im Vakuum eingeengt. Zu dem Rückstand gab man 20 ml CHCl und 10 ml Wasser. Die organische Schicht wurde mit 5 ml 10%igem s/v Natrium-
<Desc/Clms Page number 10>
thiosulfat und 5 ml wässerigem NaCl gewaschen, über MgSO 4 getrocknet und zur Trockne eingeengt, wobei man 540 mg (90%) (V) als amorphes Pulver, Fp. 106 C (Zers. ), erhielt.
IR : v max 3350, 1790,1690 cm
EMI10.1
: ô CDCI3'TpM : 1, 446, 70 (lH, s), 6, 90 (1H, s), 7, 1-7, 5 (25H, m).
C) 7- [2- (2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-(2-carboxyprop-2-oxyimino)-acetamido]-3-[(1-methyl-1-
EMI10.2
pyrrolidinium)-methyl] -3-cephem-4-carboxylat (I)(0, 079 mlj 0, 076 mMol) in 10, 8 ml CH2Cl2 wurde 30 min bei Raumtemperatur stehengelassen und dann mit 80 ml Äther verdünnt. Der gebildete Niederschlag wurde abfiltriert und mit Äther gewaschen. Man erhielt 420 mg des quaternisierten Produktes, das mit 4, 2 ml 90%iger Trifluoressigsäure (TFA) 1 h bei Raumtemperatur deblockiert wurde. Die Reaktionsmischung wurde dann
EMI10.3
bestand. Das Rohprodukt wurde mit HPLC gereinigt [Lichrosorb RP-18,4 x 300 mm ; eluiert mit 0, 01M Ammoniumphosphatpuffer (PH 7), enthaltend 10% CH 30H ]. Die das gewünschte Produkt enthaltenden Fraktionen wurden gesammelt und auf ein kleines Volumen eingeengt.
Das Konzentrat wurde durch Zugabe von 1M HCI auf einen PH von zirka 2 eingestellt und über eine HP-20 Säule (2 x 15 cm) geleitet, um anorganische Salze zu entfernen. Die Säule wurde mit 1000 ml Wasser gewaschen und mit 30% CH 30H eluiert. Das Eluat wurde verdampft und lyophilisiert, wobei
EMI10.4
cm'\NMR : SD O, TpM 1, 65 (6H, s), 2, 3 (4H, m), 3, 09 (3H, s), 3, 6 (4H, m), 4, 0 (2H, m), 5, 44 (1H, d, J = 4, 8 Hz), 5, 94 (1H, d), 7, 15 (1H, s).