AT404726B

AT404726B - Kristalline salze von derivaten der 3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: AT404726B
Application number: AT6197A
Authority: AT
Inventors: Martin Dr Decristoforo; Werner Dr Veit; Hubert Dr Sturm; Johannes Dr Ludescher
Original assignee: Biochemie Gmbh
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 1999-02-25
Also published as: ATA6197A

Description

AT 404 726 B

Die Erfindung betrifft neue kristalline Salze von 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure mit Aminen der Formel

=CH, / n-R2

I worin R,, R2 und R3 entweder je eine Ethylgruppe bedeuten oder Ri und R2 für Cyclohexyl und R3 für Wasserstoff stehen oder Ri und R2 für Wasserstoff und R3 für die teitOctylgruppe stehen sowie Verfahren zur Herstellung dieser neuen Verbindungen und ihre Verwendung.

Cefixim als Trihydrat der Formel

CH=CH, 3H20 fa ist ein modernes, oral verfügbares Cephalsoporinantibiotikum mit hervorragenden antibakteriellen Eigenschaften und hoher /S-Lactamasestabilität (siehe beispielsweise H.Yamanaka et al., J.Antibiotics (1985), Seil 2), p 1738-1751).

Die Herstellung von Cefixim kann auf verschiedenen Wegen erfolgen, den kostengünstigsten Weg stellt die Verknüpfung von 7-Amino-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure der Formel III mit einem reaktiven Derivat von 2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)essigsäure1 beispielsweise 2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)essigsäure-S-mercaptobenzthiazolylester der Formel IV zu 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.-butoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure der Formel V und anschließender Abspaltung der tert.Butoxygruppe dar. H2N- N-0-CH2—COO.tBu

NI CH=CH,

COOH l -c—co—S—<·

aO

IV

H,N

CH~CH, 2

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Die Verbindung der Formel V ist jedoch nur in amorpher Form zu erhalten und ausgezeichnet in den gängigen organischen Lösungsmitteln, wie halogenierten Kohlenwasserstoffen, Alkoholen, Ketonen und Estern, löslich, sodaß zu deren Isolierung unerwünschte Lösungsmittel wie Kohlenwasserstoffe oder Ether (vergleiche EP 0360630, Beispiel 133) eingesetzt werden müssen. Die Isolierung der freien Säure der Formel V gelingt auch aus Wasser, wobei sich die Verbindung nur mühsam und langwierig trocknen läßt. Durch die ungünstigen Löseeigenschaften der Verbindung der Formel V, welche eine Isolierung aus extremen Antilösungsmitteln, wie Ether oder Wasser, notwendig machen, werden naturgemäß unerwünschte Nebenprodukte mitausgefällt, welche unter Umständen bis in den Wirkstoff Cefixim mitgeschleppt werden oder mühsam abgetrennt werden müssen.

Demnach ist Bedarf nach einer effizienten Reinigungsmethode für die Verbindung der Formel V bzw. nach einem gut isolierbaren kristallinen Derivat mit Reinigungseffekt direkt aus Syntheselösungen gegeben. Diese Aufgabe wird durch die Verwendung der Salze der Formel I gelöst.

Die Salze der Verbindung der Formel I können hergestellt werden, indem man 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure der Formel V in einem Ester, beispielsweise in Essigsäureethylester oder Essigsäurebutylester, in einem Keton, beispielsweise in Methylisobutylketon, oder in einem chlorierten Kohlenwasserstoff, beispielsweise in Dichlormethan, gegebenenfalls mit Hilfe eines Alkohols, beispielsweise Methanol, Ethanol oder Isopropanol, als Kosolvens löst, Triethylamin, Dicyclohexylamin oder tert.Ocrylamin zugibt, wobei die entsprechende Verbindung der Formel I auskristallisiert.

Man kann jedoch auch das Reaktionsgemisch mit dem entsprechenden Ester, Keton oder halogenierten Kohlenwasserstoff verdünnen, wobei die erwünschte Kristallisation eintritt oder vervollständigt wird, oder den zugesetzten Alkohol destillativ entfernen, wobei wiederum die Kristallisation eintritt oder vervollständigt wird und die Nebenprodukte in Lösung bleiben.

Die Menge an Amin ist nicht kritisch, bevorzugt werden jedoch stöchiometrische Mengen bis zu einem doppelten Überschuß, bezogen auf eingesetzte 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure, verwendet.

Nach Isolierung der Verbindungen der Formel I können diese entweder mit Hilfe einer Säure in die gereinigten Verbindungen der Formel V überführt oder als solche in den Prozeß zur Abspaltung der tert.Butylschutzgruppe zur Darstellung von Cefixim eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel I können auch in hoher Reinheit direkt aus Acylie-rungslösungen ausgehend von 7-Amino-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure der Formel III mit einem reaktiven Derivat von 2-(Aminothiazol-4-y!)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)essigsäure, beispielsweise 2-(Aminot-hiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)essigsäure-S-mercaptobenzthiazolylester der Formel IV erhalten werden. Dabei wird 7-Amino-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure der Formel III als Salz mit einem Amin in einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise in einem halogenierten Kohlenwasserstoff wie Dichlormethan, in einem Ester wie Essigsäureethylester oder Essigsäurebutylester oder in einem Keton wie Methylisobutylketon, gegebenenfalls unter Zusatz eines Alkohols, beispielsweise Ethanol oder Methanol, oder Wasser oder einem Amid wie Dimethylformamid als Kosolvens gelöst und mit 2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)essigsäure-S-mercaptobenzthiazolylester der Formel IV versetzt. Nach erfolgter Reaktion werden die Verbindungen der Formel I direkt aus dem entsprechenden Lösungsmittel (Gemisch) erhalten. Es ist auch möglich die beiden Reaktanden zuerst im entsprechenden Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch zu suspendieren, das zum Lösen von 7-Amino-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure notwendige Amin anschließend zuzugeben und die Reaktion mit anschließender Kristallisation der Verbindungen der Formel I durchzuführen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, nach erfolgter Acylierungsreaktion die 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure aus dem organischen Lösungsmittel durch Extraktion mit einer Base, beispielsweise mit Natriumbicarbonat oder Natronlauge, in eine wäßrige Phase zu extrahieren, das Produkt anschließend nach pH-Korrektur als freie Säure wiederum in eines der genannten Lösungsmittel zu extrahieren und dann die Verbindungen der Formel I zu kristallisieren. Verfährt man nach dieser Variante, ist Essigsäureethylester das bevorzugte Lösungsmittel. Als Amine zum Lösen der 7-Amino-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure eigen sich beispielsweise tertiäre Amine wie Triethylamin oder Tributylamin, Amidine wie 1,5-Diazabicyclo[4.3.0Jnon-5-en (DBN) oder 1,8-Diazabicyclo(5.4.0]undec-7-en (DBU) oder Guanidine wie Tetramethylguanidin.

Die Salze der Verbindung der Formel I sind kristallin, schwerlöslich in gängigen organischen Lösungsmitteln wie Estern, beispielsweise Essigsäureethylester, Ketonen, beispielsweise Methylisobutylketon, und chlorierten Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Dichlormethan. Die Salze der Verbindungen der Formel I besitzen eine enorme Reinigungskraft bezüglich Nebenprodukten und sind daher vorzüglich geeignet, Verbindungen der Formel V von Nebenprodukten zu reinigen. 3

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In den folgenden Beispielen, die die Erfindung näher erläutern sollen, ohne jedoch den Umfang einzuschränken, erfolgen alle Temperaturangaben in Celsiusgraden.

Beispiel 1: 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-ce-phem-4-carbonsäure.Triethylammoniumsalz

In einem 500 ml Erlenmeyerkolben werden 10 g 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure vorgelegt und unter Rühren mit 250 ml Essigester versetzt. Dann wird soviel Methanol zugesetzt, wie nötig ist, um das Ausgangsmaterial in Lösung zu bringen (ca. 15 ml). Die Mischung wird 45 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und anschließend durch ein Faltenfilter filtriert. Zum Filtrat tropft man langsam eine Lösung von 2.1 g Triethylamin in 20 ml Essigester innerhalb ca. 20 Minuten zu, wobei das Produkt auszukristallisieren beginnt. Man rührt dann die Suspension eine Stunde bei Raumtemperatur und eine weitere Stunde bei 0‘ nach, isoliert anschließend die Titelverbindung über eine Nutsche und wäscht das Produkt mit 20 ml eiskaltem Essigester. Nach Trocknen über Nacht im Vakuumtrockenschrank bei 30* erhält man die Titelverbindung.

Gehalt an Nebenprodukten: 0.18 %

Gehalt an freiem Cefixim: 1.68%

Zersetzung ab 200 · 1H NMR (MeOH-d„): 7.08 (dd, J = 11.2 und 17.6 Hz, 1H); 6.92 (s, 1H); 5.84 (d, 1H); 5.45 (d, 1H): 5.22 (d, 1H); 5.17 (d, 1H); 4.66 (s, 2H); 3.73 und 3.59 (AB, d, J = 17.5 Hz, 1H); 3.19 (q, 2H); 1.48 (s, 9H); 1.30 (t, 3H).

Beispiel 2: 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-ce-phem-4-carbonsäure.Dicyclohexylaminsalz 5.1 g 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-car-bonsäure werden in 50 ml Ethylacetat, 5 ml Ethanol und 0.25 ml Wasser bei 35’ gelöst. Unter Rühren werden 2 ml Dicyclohexylamin zugesetzt, und angeimpft. Das Gemisch wird 30 Minuten bei 35* und weitere 30 Minuten bei Umgebungstemperatur weitergerührt. Die Titelverbindung wird dann bei 25* über eine Nutsche isoliert und der Filterkuchen 2x mit je 10 ml Ethylacetat gewaschen. Das Produkt wird über Nacht im Exsikkator im Vakuum getrocknet.

Gehalt an Nebenprodukten: 0.16%

Gehalt an freiem Cefixim: 1.0% ’H NMR (MeOH-d*): 7.02 (dd, J = 11.2 und 17.7 Hz, 1H); 6.92 (s, 1H); 5.79 (d, 1H); 5.31 (d, 1H); 5.12 (d, 1H); 5.10 (d. 1H); 4.65 (s, 2H); 3.65 und 3.54 (AB, d, J * 17.3 Hz, 1H); 3.21 - 3.14 (m, 2H); 2.05 (m, 4H); 1.8 (m, 4H); 1.6 (m. 2H); 1.48 (s, 9H); 1.2-1.4 (m, 10H).

Beispiel 3: 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tertbutoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-ce-phem-4-carbonsäure.tertOctylaminsalz 5.1 g 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)acetamidoh3-vinyl-3-cephem-4-car-bonsäure werden in 50 ml Ethylacetat, 10 ml Ethanol und 1 ml Wasser gelöst. Die Lösung wird auf 35* erwärmt, und angeimpft. Unter Rühren werden 1.7 ml tert.Octylamin zugegeben, dann wird die Rührung ausgeschaltet. Man läßt 15 Minuten kristallisieren, rührt auf, und unter Rühren werden weitere 50 ml Ethylacetat in ca. 30 Minuten zugetropft. Die Fällung wird 15 Minuten nachgerührt, dann bei 35* isoliert und der Filterkuchen 2x mit je 5 ml Ethylacetat gewaschen. Getrocknet wird das Produkt über Nacht im Vakuum.

Gehalt an Nebenprodukten: 0.15%

Gehalt an freiem Cefixim: 1.0% 1H NMR (MeOH-d4):7.02 (dd, J = 11.2 und 17.7 Hz, 1H); 6.92 (s, 1H); 5.79 (d, 1H); 5.32 (d, 1H); 5.13 (d, 1H); 5.11 (d. 1H); 4.65 (s, 2H); 3.66 und 3.55 (AB, d, J = 17.3 Hz, 1H); 1.66 (s, 2H); 1.49 (s, 9H); 1.43 (s, 6H); 1.06 (s, 9H).

Beispiel 4: 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tertbutoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3- ceprtem-4-carbonsaure.terLOctylaminsalz (Herstellung direkt aus Acylierungslösungen von 7-Amino-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure und 2-(Aminot-hiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)essigsäure-S-mercaptobenzthiazoiylester) 4

AT 404 726 B

In einem 250 ml Dreihalskolben mit Magnetrührer, Tropftrichter, Rückflußkühler und Thermometer werden 20 g 7-Amino-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure bei Raumtemperatur in 200 ml Dichlormethan suspendiert, wobei eine dünnflüssige Suspension entsteht. Dann werden 45 g 2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)essigsäure-S-mercaptobenzthiazolylester zugegeben und die Mischung mit 4 ml Wasser versetzt. Man gibt dann im Verlauf von 10 Minuten 10 g Triethylamin zu, wobei die Temperatur um 5-10* steigt. Nach Abklingen der Exothermie wird der Ansatz auf Rückflußtemperatur (30-35*) erwärmt. Die Reaktionsmischung wird im Verlauf von etwa 2 Stunden fast völlig klar. Nach 3.5 Stunden werden 5 ml Methanol zugegeben, das Gemisch filtriert, und die Filterschicht mit 50 ml Dichlormethan nachgewaschen. Die vereinigten Filtrate werden in einem 500 ml Dreihalskolben mit Rührer, Rückflußkühler, Tropftrichter und Thermometer vorgelegt, auf ca 35" erwärmt und innerhalb ca. 35 Minuten mit einer frisch bereiteten Lösung von 22 g tert.Ocrylamin in 100 ml Dichlormethan versetzt, wobei am Anfang der Zugabe mit Impfkristallen der Titelverbindung angeimpft wird. Nach beendeter Zugabe werden ca. 100 ml Lösungsmittel abdestilliert und gleichzeitig ca. 200 ml Dichlormethan zugegeben. Dann wird die Suspension im Verlauf von 30 Minuten auf -10" abgekühlt und 40 Minuten bei dieser Temperatur nachgerührt. Anschließend wird die Titelverbindung über eine Nutsche isoliert, mit gekühltem (-20") Dichlormethan gewaschen und im Vakuumtrockenschrank bei 30 * über Nacht getrocknet.

Smp: 190" (Zers.)

Gehalt an Nebenprodukten: 0.23%

Gehalt an freiem Cefixim: 0.03%

Beispiel 5: 7-{2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tertbutoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-ce-phem-4-carbonsäure.Triethylammoniumsalz (Herstellung direkt aus Acylierungslösungen von 7-Amino-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure und 2-(Aminot-hiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)essigsäure-S-mercaptobenzthiazolylester)

In einem 250 ml Dreihalskolben mit Rührer, Tropftrichter, Thermometer und Eisbad werden 10 g 7-Amino-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure in 100 ml Dichlormethan suspendiert und auf 0" gekühlt. Dann werden 10 ml Wasser zugegeben und anschließend 10 g Triethylamin zügig zugetropft. Dann wird die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur (20") gebracht und 22 g 2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)essigsäure-S-mercaptobenzthiazolylester zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird 3 Stunden lang bei Raumtemperatur weitergerührt und anschließend wird das Produkt über eine Nutsche isoliert, als Feuchtprodukt nochmals in 100 ml Dichlormethan verrührt, wiederum abgenutscht und über Nacht im Vakuumtrockenschrank bei 40" getrocknet.

Referenzbeispiel: 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-tertbutoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure

In einem 30 I Gefäß mit Rührer werden 25.4 I Essigsäureethylester, 0.94 I Wasser und 2.4 I Methanol vorgelegt und auf 10* gekühlt. Dann trägt man unter Rühren 1.044 kg 7-Amino-3-vinyl-cephem-4-carbonsäure ein. Anschließend wird die Reaktionsmischung mit 0.982 kg Triethylamin versetzt, gefolgt von 2.56 kg 2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)essigsäure-S-mercaptobenzthiazolylester. Die Kühlung wird auf 2" Innentemperatur gestellt und die Reaktionsmischung 20 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Dabei entsteht aus der gelblichen Suspension eine klare orange Lösung. Nach Ende der Reaktion wird die Lösung über eine Drucknutsche blankfiltriert und in ein 50 I Gefäß übergeführt. Die Reaktionslösung wird mit 23.4 I Wasser versetzt und 20 Minuten gerührt und gleichzeitig auf 20 · erwärmt. Dann wird der pH-Wert durch Zugabe von 3.5 N Salzsäure auf einen Wert zwischen 2.0 und 2.3 gestellt. Die Phasen werden getrennt und die Wasserphase dreimal mit Essigester nachextrahiert. Die vereinigten Essigesterphasen werden mit 0.234 kg Aktivkohle (NORIT CG1) versetzt und 10 Minuten gerührt. Dann wird über eine Drucknutsche filtriert und der Kohlekuchen mit 1.5 I Essigester nachgewaschen. Das Filtrat wird mit 23.4 I Wasser überschichtet und unter Rühren wird der pH-Wert mit ca. 0.93 I 5 N Natronlauge auf 8.0 gestellt. Die Phasen werden getrennt und die organische Phase wird dreimal mit Wasser nachextrahiert. Die vereinigten Wasserphasen werden am Rotationsverdampfer bei 45" von Essigesterresten befreit und anschließend mit 0.053 kg Aktivkohle (NORIT CG1) versetzt. Man filtriert durch eine Drucknutsche und wäscht den Kohlekuchen zweimal mit je 1.6 I Wasser nach. Die Titelverbindung wird dann durch Zugabe von 6 N Salzsäure bis zu einem pH von 2.3 gefällt. Die Suspension wird auf 5 * abgekühlt und 30 Minuten bei dieser Temperatur nachgerührt. Dann wird das Produkt über eine Zentrifuge isoliert, mit 10 I Wasser gewaschen und anschließend im Vakuumtrockenschrank unter Vakuum bei 45* 90 Stunden über Blaugel getrocknet. 5

Claims

AT 404 726 B Gehalt HPLC : 85.9%, H20: 4.3% Reinheit in Fl%: 92.84% Gehalt an freiem Cefixim: 1.6% Patentansprüche 1. Kristalline Salze von 7-[2-(Aminothiazol-4*yl)-2'(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure der Formel N-0-CH2—COO.tBu

COOH worin R1t R2 und R3 entweder je eine Ethylgruppe bedeuten oder Rt und R2 für Cyclohexyl und R3 für Wasserstoff stehen oder Rt und R2 für Wasserstoff und R3 für die tert.Ocrylgruppe stehen. 2. 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure.Triethylammoniumsalz 3. 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure.Dicyclohexylammoniumsalz 4. 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure.tert.Octylammoniumsalz
5. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel I, dadurch gekennzeichnet, daß man 7-[2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxvcarbonylmethoxyimino)acetamido]-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure der Formel V in Gegenwart von Triethylamin, Oicyclohexylamin oder tert.Ocrylamin kristallisiert.
6. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel I, dadurch gekennzeichnet, daß man 7-Amino-3-vinyl-3-cephem-4-carbonsäure mit einem reaktiven Derivat von 2-(Aminothiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)essigsäure umsetzt und das Reaktionsprodukt mit Triethylamin, Dicy-clohexylamin oder tert.Ocrylamin kristallisiert.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als reaktives Derivat von 2-(Aminot- hiazol-4-yl)-2-(tert.butoxycarbonylmethoxyimino)essigsäure 2-(Aminothiazol-4-yl)-2- (tert.butoxycarbonylmethoxyimino)essigsäure-S-mercaptobenzthiazolylester einsetzt. 6