**ATTENTION** debut du champ DESC peut contenir fin de CLMS **.
9. Procédé selon la revendication, où l'acide est un acide de formule
EMI2.1
et l'on effectue l'acylation en présence d'un agent de formation de liaisons peptide.
La présente invention concerne la préparation des agents antibactériens, à savoir de certains dérivés acylés du 6-amino2, 2-diméthyl-3-(5 -tétrazolyl)pénam.
Dans le brevet principal est décrite et revendiquée la préparation de nouveaux agents antibactériens de formule I:
EMI2.2
dans laquelle Rl est un groupement acyle provenant d'un acide carboxylique organique. Le procédé selon le brevet principal est caractérisé par l'acylation d'un dérivé pénam de formule
EMI2.3
ou d'un de ses sels ou d'un de ses dérivés silylés, par un agent d'acylation dérivé d'un acide organique, Rz étant parmi d'autres substituants tétrazoliques, un groupement
EMI2.4
Selon la présente invention qui est un perfectionnement de l'invention constituant l'objet du brevet principal, il est en outre fourni des composés de formule II:
EMI2.5
et leurs sels pharmaceutiquement acceptables;
où Z1 est un radical
EMI2.6
où Z2 est choisi parmi les atomes d'hydrogène et les groupements alcanoyle ayant de 2 à 4 atomes de carbone et alkylsulfonyle ayant de 1 à 3 atomes de carbone.
Lesdits composés de formule II qui ne sont pas décrits spécifiquement dans le brevet principal, présentent des propriétés antibactériennes particulièrement intéressantes, et ils possèdent en particulier des avantages importants par rapport aux homologues très proches au point de vue structure décrits dans ladite référence.
Les composés de la présente invention peuvent être nommés comme des dérivés de pénam , terme qui a été défini par
Sheehan et al dans Journal of the American Chemical Society,
75 3293 (1953) comme se référant à la structure
EMI3.1
Bien que le terme pénam n'apporte normalement aucune implication stéréochimique, la stéréochimie absolue (configuration absolue) des composés de cette invention aux positions 3, 5 et 6. correspond à celle que l'on trouve chez les pénicillines obtenues normalement par fermentation. En outre, dans les composés de cette invention, le carbone à substitution asymétrique de la chaîne latérale fixée au carbone C-6 du noyau pénam a la configuration R. Par analogie avec la nomenclature utilisée dans la chimie des peptides et selon l'usage courant dans la dénomination du dérivé pénam, ceci est également appelé la configuration D.
Les composés de la présente invention sont des composés tétrazoliques substitués en position 5 et ces composés peuvent exister sous deux formes, c'est-à-dire:
EMI3.2
Comme le verra l'homme de l'art, dans un composé donné, ces deux formes coexistent en un mélange en équilibre tautomère et dynamique. Pour des raisons de simplicité dans cette description, les composés de l'invention seront représentés seulement sous la forme dans laquelle l'atome d'hydrogène est en position 1 du cycle tétrazole; cependant, il est entendu que cette invention comprend les composés dans lesquels l'atome d'hydrogène est en position 1 du cycle tétrazole, les composés dans lesquels l'atome d'hydrogène est en position 2 du cycle tétrazole, et leurs mélanges.
Il faut également noter que le groupement 4-hydroxy-1,5 naphtyridine est un système tautomère qui peut être décrit et nommé comme un groupement 1 ,4-dihydro-4-oxo- 1 ,5-naphty- ridine.
Des composés types selon l'invention comprennent ceux dans lesquels Z2 est un groupement acétyle, propionyle, butanoyle, méthylsulfonyle, éthylsulfonyle et propylsulfonyle.
Le procédé selon la présente invention pour la production d'un composé de formule:
EMI3.3
dans laquelle Z est un radical de formule:
EMI3.4
où Z2 est choisi dans le groupe comprenant les atomes d'hydrogène les groupements alcanoyle ayant de 2 à 4 atomes de carbone et alkylsulfonyle ayant de 1 à 3 atomes de carbone, ou de ses sels pharmaceutiquement acceptables, est caractérisé en ce qu'on acyle un 6-amino-pénam de formule
EMI3.5
ou d'un de ses dérivés protégés sur le groupement tétrazolyle, par un acide carboxylique de formule
EMI3.6
ou un dérivé fonctionnel réactif dans laquelle R est le groupement
EMI3.7
ou bien un atome d'hydrogène, suivi, dans ce dernier cas, d'une seconde acylation avec un dérivé réactif fonctionnel de l'acide Z'-COOH,
un groupement protecteur éventuellement présent du groupement tétrazolyle étant éliminé par la suite, et, si l'on désire, on transforme le produit obtenu en un sel pharmaceutiquement acceptable.
Selon un variante du procédé de l'invention, on prépare les composés de formule Il par acylation du 6-(D-2-amino-2-[4 hydroxyphenyl]-acétamido)-2,2-diméthyl-3-(5-tétrazolyl)- pénam, composé de formule III, avec un dérivé activé de l'acide carboxylique approprié de formule IV:
EMI4.1
EMI4.2
où Zl est tel que défini précédemment.
Les composés de formule III sont d'abord préparés par acylation d'un pénam correspondant selon le procédé du brevet principal.
Comme le verra l'homme de l'art, les acides carboxyliques de formule IV dans lesquels Z1 est un groupement
EMI4.3
sont difficiles à isoler car ils ont tendance à se décarboxyler spontanément. Cependant, on peut en obtenir facilement divers dérivés activés par des modes opératoires classiques.
On effectue l'acylation en mettant le composé de formule
III ou un de ses sels en contact avec le dérivé activé de l'acide carboxylique IV, dans un système solvant approprié.
Un dérivé activé couramment utilisé est un halogénure d'acide, comme un chlorure d'acide. Dans une opération type d'acylation, on ajoute environ un équivalent molaire du chlorure d'acide à une solution dudit composé de formule III ou d'un de ses sels dans un solvant comme un hydrocarbure chloré, par exemple le chloroforme ou le chlorure de méthylène; un éther, par exemple le tétrahydrofuranne ou le 1,2diméthyloxyéthane; un ester, par exemple l'acétate d'éthyle ou l'acétate de butyle; une cétone aliphatique inférieure, par exemple l'acétone ou la méthyléthylcétone; ou un amide tertiaire, par exemple le N,N-diméthylformamide ou la N-méthylpyrrolidone;
à une température comprise entre environ -400C et environ +30C, et de préférence entre environ -10oC et environ + 10oC, facultativement en présence d'environ un équivalent molaire d'un agent de fixation d'acide, par exemple la triéthylamine, la pyridine ou le bicarbonate de sodium. La réaction est terminée en une courte période de temps, c'est-àdire environ une heure.
Un autre mode opératoire utilisable pour l'acylation d'un composé de formule III par des halogénures d'acide comprend l'utilisation d'un système solvant aqueux. Dans ce mode opératoire, qui est le mode opératoire de Schotten-Baumann, on ajoute l'halogénure d'acide à une solution de la substance de départ dans l'eau, ou dans un mélange d'eau et d'un autre solvant inerte, à la température ambiante ou légèrement en dessous, en maintenant le pH du solvant entre environ 6,0 et environ 9,0 avant, pendant et après l'addition.
D'autres dérivés activés des acides carboxyliques de formule
IV que l'on peut utiliser sont les esters actifs. Les esters actifs que l'on peut utiliser à cet égard sont, par exemple, les esters phényliques, comme les esters p-nitrophényliques et 2,4,5trichlorophényliques; les thio-esters comme les esters thiolphényliques et thiolméthyliques, et les N-hydroxy-esters comme les esters de N-hydroxysuccinimide et de N-hydroxyphtalimide. On prépare les esters par des procédés bien connus dans la technique, et l'on effectue commodément l'acylation en dissolvant l'ester actif et le composé de formule III ou un de ses sels dans un solvant aprotique dipolaire comme le N,Ndiméthylformamide, le N,N-diméthylacétamide ou la Nméthylpyrrolidone.
On conserve la solution au voisinage de la température ambiante pendant plusieurs heures, par exemple pendant une nuit, puis on sépare le produit par des procédés classiques. Dans de nombreux cas, on peut remplacer l'ester actif utilisé dans ce procédé par l'azide correspondant ou par l'imidazole ou le triazole amide.
Un dérivé activé de l'acide carboxylique de formule IV que l'on peut utiliser dans le cas particulier où Z3 est
EMI4.4
est un anhydride mixte. Typiquement, on traite un carboxlate (sel) de l'acide 4-hydroxy-1,5-naphtyridine-3-carboxylique par environ un équivalent molaire d'un chloroformiate d'alkyle inférieur dans un solvant organique aprotique inerte vis-à-vis de la réaction, à une température comprise entre environ
-20"C et environ +20"C, et de préférence à environ 0 C. Les sels appropriés pour ce procédé sont les sels de métaux alcalins, comme les sels de sodium et de potassium, et les sels d'amine tertiaire, comme les sels de triéthylamine, de tributylamine, de N-éthylpipéridine, de N,N-diméthylaniline,
de Nméthylmorpholine et de pyridine; et les solvants appropriés sont, par exemple, le chloroforme, le chlorure de méthylène, l'acétonitrile, le tétrahydrofuranne, le dioxanne et le N,Ndiméthylformamide. L'anhydride carboxylique-carbonique mixte ainsi formé est généralement utilisé en situ pour acyler ledit composé de formule III. On effectue normalement ceci en mélangeant des solutions de l'anhydride mixte préformé et du composé de formule III. On effectue normalement l'acylation à une température comprise entre environ - 30"C et environ +20(C, et de préférence à environ -10oC, et elle prend généralement quelques heures pour être terminée. Dans la plupart deccas, on met l'anhydride mixte et le composé de formule III en contact pratiquement dans un rapport molaire 1:1.
Encore un autre procédé que l'on peut utiliser pour acyler un composé de formule III par l'acide 4-hydroxy-1,5-naphtyridine-3-carboxylique, consiste à mettre ledit composé de formule III en contact avec l'acide 4-hydroxy-1,5-naphtyridine-3 carboxylique, en présence de certains agents dont on sait dans la technique qu'ils forment des liaisons peptides. Ces agents comprennent les carbodiimides, par exemple le dicyclohexylcar bodiimide et le 1-éthyl-3-(3-diméthylaminopropyl)carbodii- mide, les alcoxyacétylènes, par exemple le méthoxyacétylène et l'éthoxyacétylène, et la N-éthoxycarbonyl-2-éthoxy- 1,2dihydroquinoléine.
On effectue la réaction dans un solvant approprié, c'est-à-dire un solvant qui sert à dissoudre les réactifs et qui ne réagit pas de façon nuisible avec les substances de départ ou le produit, par exemple l'acétonitrile, le N,N-diméthylformamide et la N-méthylpyrrolidone.
Selon une variante du procédé de l'invention, on prépare les composés de formule II par acylation en une étape du 6amino-2,2-diméthyl-3-(5-tétrazolyl)pénam, le composé de formule V, avec un dérivé activé de l'acide carboxylique approprié de formule VI.
EMI5.1
où Z' est tel que défini précédemment.
On active l'acide de formule VI par l'une quelconque des méthodes décrites précédemment pour l'activation de l'acide 4-hydroxy-1,5-naphtyridine-3-carboxylique, et l'on effectue l'acylation par l'un quelconque des procédés décrits ci-avant pour l acylation du composé de formule III par un dérivé activé d'acide 4-hydroxy- 1 ,5-naphtyridine-3-carboxylique. On prépare les acides de formule VI par acylation de l'acide 2 amino-2-[4-hydroxyphényl]-acétique par un dérivé activé d'un acide de formule Z'-COOH.
Il faut noter que dans un procédé d'acylation d'un composé de formule III ou IV, les atomes d'hydrogène sur le cycle tétrazole, les atomes d'hydrogène des fonctions amine primaire et l'atome d'hydrogène du groupement hydroxy phénolique du composé de formule III, peuvent être remplacés par des grou pements trialkylsilyle. Ces groupements trialkylsilyle sont ensuite éliminés et remplacés par de l'hydrogène à la fin de l'acylation, simplement par brève exposition du produit à un système solvant protonique, comme l'eau ou un alcanol inférieur, par exemple le méthanol ou l'éthanol. En raison de la facile disponibilité des substances de départ, le groupement triméthylsilyle est un groupement préféré.
On peut l'introduire dans le pénam de départ de formule III ou IV par des procédés bien connus dans la technique, comme par exemple en utilisant le triméthylchlorosilane ou le N-triméthylsililacétamide, comme décrit par Birkofer and Ritter dans Angewandte Chemie (Edition internationale en anglais, 4, 417-418 et 426 (1965).
Cependant il faut choisir des conditions qui sont compatibles avec le groupement 5-lactame du noyau pénam. On peut également utiliser à cet égard les dérivés silylés formés par réaction desdits composés de formules III et IV avec les dichlorodi (alkyl inférieur)silanes. On effectue l'étape de silylation par des procédés connus dans la technique (voir par exemple le brevet allemand No 1 933 187). Après la réaction d'acylation, on enlève le groupement silyle par traitement par un solvant protonique, comme l'eau ou un alcanol inférieur, par exemple le méthanol ou l'éthanol.
En outre, si on le désire, on peut protéger le noyau tétrazole d'un composé de formule III ou IV par divers autres groupements avant acylation. On élimine le groupement protecteur après acylation, pour libérer l'agent antibactérien désiré de formule II. On peut utiliser dans ce but une grande variété de groupements protecteurs, comme par exemple les groupements triphénylméthyle, triphénylméthyle substitué, alcoxyméthyle, benzyloxyméthyle, benzyloxyméthyle substitué, cyanométhyle, benzyle, benzyle substitué, alcoxycarbonyle, phénoxycarbonyle et phénoxycarbonyle substitué.
Les substances de départ de formule III et V sont préparées par les procédés décrits dans le brevet principal.
On prépare l'acide 4-hydroxy-1,5-naphtyridine-3-carboxy- lique par le procédé de Adams et al., Journal of the American
Chemical Society, 68, 1317 (1946).
En raison du fait que les acides carboxyliques de formule IV dans laquelle Z1 est un groupement
EMI5.2
ont tendance à se décarboxyler, on prépare habituellement leurs dérivés activés directement à partir d'un composé de formule VII:
EMI5.3
Par exemple, on peut faire réagir les composés de formule VII avec le phosgène, ou un chloroformiate de phényle ou de phényle substitué. La préparation des composés de formule
VII, dans laquelle Z2 est tel que défini précédemment, et leur réaction ultérieure avec les phosgènes formés des chlorures d'acide, est décrite dans le brevet britannique No 1 392 849.
En raison de la nature acide des composés tétrazoliques 5monosubstitués, les composés de cette invention de formule II forment des sels avec les agents basiques et tous ces sels doivent être considérés comme faisant partie du domaine de cette invention. Les sels qui sont particulièrement intéressants sont les sels de métaux alcalins, les sels de métaux alcalino-terreux, ainsi que les sels formés à partir d'amines organiques. Les sels particulièrement intéressants sont les sels de sodium et de potassium.
On prépare par des techniques classiques les sels des composés de formule II, comme en mettant en contact les composants acides et basiques, généralement dans un rapport molaire 1:1, dans un milieu aqueux, non aqueux ou partiellement aqueux, comme approprié. On les recueille ensuite par filtration, par précipitation suivie d'une filtration, par évaporation du solvant, ou dans le cas de solutions aqueuses par lyophilisation, comme approprié. Les agents basiques que l'on utilise de façon appropriée dans la formation des sels comprennent l'ammoniac, les amines organiques, les hydroxydes, carbonates, bicarbonates, hydrures et alcoolates de métaux alcalins ainsi que les hydroxydes, carbonates, hydrures et alcoolates de métaux alcalino-terreux.
Des exemples représentatifs de ces bases sont les amines primaires comme la n-propylamine, la nbutylamine, l'aniline, la cyclohexylamine, la benzylamine, la ptoluidine et l'octylamine; les amines secondaires comme la diéthylamine, la N-méthylamine, la morpholine, la pyrrolidine et la pipéridine; les amines tertiaires comme la triéthylamine, la N,N-diméthylaniline, la N-éthylpipéridine, la N-méthylmorpholine et le 1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ène; les hydroxydes, comme l'hydroxyde de sodium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde d'ammonium et l'hydroxyde de baryum; les alcoolates, comme l'éthylate de sodium et l'éthylate de potassium; les hydrures comme l'hydrure de calcium et l'hydrure de sodium; les carbonates comme le carbonate de potassium et le carbonate de sodium; et les bicarbonates, comme le bicarbonate de sodium et le bicarbonate de potassium.
Les composés de formule II et leurs sels présentent une activité antibactérienne remarquable et inattendue, in vitro, vis-à-vis d'une grande variété d'organismes gram-positifs et gram-négatifs. Cette activité in vitro peut être démontrée en utilisant la technique classique de double dilution en série. En pratique, on innocule avec un nombre normalisé de l'orga- nisme approprié des plaques de gélose dans lesquelles on a incorporé le composé d'essai aux diverses concentrations. On fait incuber les plaques pendant 18 heures à 370C puis on observe visuellement chaque plaque pour déterminer la présence ou l'absence de croissance des bactéries. La concentration inhibitrice minimale (CIM), qui est la plus faible concentration du composé d'essai qui empêche la croissance du microorganisme en question, est ensuite notée.
Les microorganismes vis-à-vis desquels le composé de formule II et ses sels présentent une activité sont, par exemple, des souches de
Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogènes, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus morgani, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens et Salmonella typhimurium.
Des résultats comparatifs des CIM déterminées comme décrit précédemment pour des composés selon l'invention et des composés similaires se trouvant hors du domaine de l'invention, sont donnés ci-dessous. Tous les composés ont la formule générale:
EMI6.1
L'activité antibactérienne in vitro des composés de formule
II et de leurs sels les rend intéressants comme antimicrobiens
industriels, par exemple dans le traitement de l'eau, la lutte
contre la formation des boues dans l'eau, la conservation des
peintures et du bois, ainsi que pour une application locale
comme désinfectants. Dans le cas de l'utilisation de ces com
posés pour l'application locale, il est souvent commode de
mélanger l'ingrédient actif avec un support non toxique,
comme une huile végétale ou minérale ou une crème émolliente.
De même, on peut le dissoudre ou le disperser dans des
diluants ou des solvants liquides comme l'eau, les alcanols, les
glycols et leurs mélanges. Dans la plupart des cas, il est indiqué
d'utiliser des concentrations en ingrédients actifs d'environ
0,1 % à environ 10% en poids, par rapport à la composition
totale.
En outre, les composés de formule II et leurs sels pharma
ceutiquement acceptables (c'est-à-dire non toxiques) présen
tent une activité antibactérienne remarquable et inattendue in
vivo. Pour déterminer cette activité, on administre le composé
d'essai à des souris qui ont été infectées par injection intrapéri
tonéale d'un inoculum létal de bactéries pathogènes. On admi
nistre le composé d'essai en utilisant une posologie multiple,
en utilisant la voie sous-cutanée (SC). L'inoculum de bactéries
varie de 1 à environ 10 fois la quantité nécessaire pour tuer
100% des souris dans les conditions de l'essai. A la fin de
l'essai, on détermine l'activité d'un composé en comptant le
nombre de survivants parmi les animaux traités et en expri
mant l'activité du composé comme le pourcentage des animaux
qui survivent.
Les composés de formule II et leurs sels phar
maceutiquement acceptables présentent une activité antibacté
rienne in vivo intéressante contre, par exemple, des souches de
Staphylococcus aureus. Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae
et Pseudomonas aeruginosa.
L'activité antibactérienne in vivo des composés de formule
II et de leurs sels pharmaceutiquement acceptables les rend
appropriés pour lutter contre les infections bactériennes chez
les mammifères et l'homme, en particulier par la voie parenté
rale d'administration. Les composés de formule II et leurs sels
pharmaceutiquement acceptables trouveront une large utilisa
tion dans la lutte contre les infections provoquées par les bac
téries gram-positives et gram-négatives sensibles chez l'homme.
Quand on considère l'utilisation thérapeutique d'un com
posé de formule II ou d'un de ses sels chez un mammifère et
en particulier l'homme, on peut administrer le composé seul ou
bien on peut le mélanger avec d'autres substances antibioti
ques et/ou des supports ou diluants pharmaceutiquement
acceptables, selon l'usage pharmaceutique courant. Ainsi, pour
l'administration parentérale qui comprend l'utilisation intra
musculaire, intrapéritonéale, sous-cutanée et intraveineuse, on
prépare généralement des solutions stériles de l'ingrédient
actif, et on ajuste de façon appropriée le pH des solutions que
l'on tamponne. Pour l'utilisation intraveineuse, la concentra
tion totale en solutés doit être contrôlée pour que la prépara
tion soit isotonique.
Quand on utilise un composé de la présente invention chez
l'homme, la dose quotidienne à utiliser ne diffère pratiquement
pas de celle des autres antibiotiques pénam utilisés clinique ment. Le médecin traitant déterminera finalement la dose appropriée pour un sujet donné, et on peut s'attendre à ce que cette dose varie selon l'âge, le poids et la réaction du patient, ainsi qu'avec la nature et l'importance des symptômes du patient. Cependant, les composés de cette invention seront normalement utilisés par voie parentérale à des doses d'environ 10 à environ 400 mg par kilo de poids corporel par jours.
Ces chiffres sont seulement illustratifs et dans certains cas, il peut être nécessaire d'utiliser des doses en dehors de ces limites.
Tableau 1
EMI7.1
<tb> <SEP> ClM <SEP> (g/ml)
<tb> R <SEP> Escherichia <SEP> Serratia <SEP> Salmonella <SEP> Proteus <SEP> Klebsiella <SEP> Pseudomonas
<tb> <SEP> coli <SEP> marcescens <SEP> typhimunum <SEP> morgani <SEP> pneumonia <SEP> aeroginosa
<tb> 4-Ho-oç:4-P-co
<tb> <SEP> };n¯CO <SEP> < <SEP> 6,25 <SEP> 3,12 <SEP> 0,78 <SEP> 6,25 <SEP> 3,12 <SEP> 0,78
<tb> <SEP> 4-zo-r644-V--Co- <SEP> R
<tb> <SEP> I
<tb> <SEP> i:H-CO <SEP> - <SEP> 12,5 <SEP> 6,25 <SEP> 3,12 <SEP> 1,56 <SEP> 6,25 <SEP> 1,56
<tb> <SEP> 4-HO-Cesk-4-fH-^C1- <SEP> S
<tb> <SEP> NE-CO- <SEP> 's'-CQ-CL-' <SEP> 25 <SEP> 12,5 <SEP> 50 <SEP> 6,25 <SEP> 25 <SEP> 12,5
<tb> <SEP> M <SEP> 3
<tb> 4-HO-C6t4-H-CO
<tb> <SEP> N-COH <SEP> -S02-CU <SEP> 12,5 <SEP> - <SEP> U-SOZ-LH3
<tb> <SEP> +.
<SEP> l <SEP> 12,5 <SEP> 1,56 <SEP> 1,56 <SEP> 3,12 <SEP> 3,12 <SEP> 12,5
<tb> Tabteaa 2
EMI7.2
<tb> <SEP> ClM <SEP> (p <SEP> g/ml)
<tb> R' <SEP> Escherichia <SEP> Serratia <SEP> Salmonella <SEP> Proteus <SEP> Klebsiella <SEP> Pseudomonas
<tb> <SEP> coli <SEP> marcescens <SEP> typhimurium <SEP> morgani <SEP> pneumonia <SEP> aeruginosa
<tb> <SEP> C <SEP> 6 <SEP> ^ <SEP> 5¯ <SEP> CH-CO
<tb> <SEP> NH-CO <SEP> (comparaison) <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> > 200 <SEP> 50
<tb> <SEP> C6H5-CH-CO- <SEP> H
<tb> <SEP> NH <SEP> CO- <SEP> f
<tb> <SEP> u <SEP> (comparaison) <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 100 <SEP> 200 <SEP> 25
<tb> <SEP> C6H5-CH-CO
<tb> <SEP> SO2 <SEP> ¹\(comaraison) <SEP> > 200 <SEP> > 200 <SEP> 200 <SEP> > 200 <SEP> > 200 <SEP> 200
<tb> <SEP> 3E5-CH'-CO- <SEP>
<tb> <SEP> } <SEP> 6icomparaison) <SEP> > 200 <SEP>
200 <SEP> 50 <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 100
<tb> <SEP> z-COCH2-9/ <SEP> 1
<tb> <SEP> H
<tb> 4-EO-OB-C-COtmparaison) <SEP> > 200 <SEP> 200 <SEP> 100 <SEP> > 200 <SEP> 200 <SEP> 25
<tb> <SEP> 1Lf <SEP> CV <SEP> NIii-7
<tb>
Les exemples suivants sont donnés uniquement dans le but de mieux illustrer l'invention.
Exemple 1
6-(D-2-[4-hydroxy- 1 ,5-naphtyridine-3-carboxamido]-
2-[4-hydroxyphényl]acétamido)-2,2-diméthyl-3-
(5-tétrazolyl)pénam
A une solution de 4,20 ml (0,030 mole) de triéthylamine dans 50 ml d'hexaméthylphosphoramide, on ajoute 2,85 g (0,015 mole) d'acide 4-hydroxy-1,5-naphtyridine-3-carboxylique. On agite le mélange pendant 15 minutes à 25C, puis on ajoute 5 gouttes de N-méthylmorpholine. On refroidit la solution à environ 0OC et on ajoute 1,44 ml (0,030 mole) de chloroformiate d'éthyle. On agite le mélange pendant 10 minutes à 0-5 C, puis on ajoute 1,44 ml supplémentaire de chloformiate d'éthyle et on continue à agiter pendant 10 minutes supplémentaires.
A la solution d'anhydride mixte ainsi obtenue, on ajoute une solution préparée à partir de 6,65 g (0,015 mole) de 6-D-2-amino-2[4-hydroxyphényl]-acétamido)-2,2-dimé- thyl-3-(5-tétrazolyl)pénam trihydraté, de 2,10 mI (0,015 mole) de triéthylamine et de 50 ml d'hexaméthylphosphoramide, à 0-5 C, selon le brevet principal. On agite le mélange résultant pendant 35 minutes en le laissant se réchauffer lentement jusqu'à 25oC. A ce moment, on dilue le mélange réactionnel avec 1000 ml d'eau puis on le filtre sur un tampon de Celite (produit de silice de diatomées). On ajoute le filtrat à 1000 ml supplémentaires d'eau, en maintenant le pH de l'eau à 2,5 pendant l'addition, par addition d'acide chlorhydrique 6N.
Ceci provoque la précipitation d'un solide. Après agitation du mélange à environ 0OC pendant 15 minutes, on recueille le précipité par filtration sous azote. On lave le solide résultant à l'eau puis à l'éther, puis on le sèche et l'on obtient 3,7 g du composé cité en titre. On purifie encore le produit par trituration dans l'acétone et séchage. On obtient finalement 3,6 g (rendement de 43 %).
Exemple 2
Sel de sodium du 6-(D-2-[4-hydroxy-1,5-naphtyridine-3 carboxamido]-2-[4-hydroxyphényl]acétamido)-
2,2-diméthyl-3-(5-tétrazolyl)-pénam
On agite à 25oC une suspension de 6,0 g de 6-(D-2-[4 hydroxy-1 ,5-naphtyridine-3-carboxamido]-2-[4-hydroxyphé- nyl]acétamido)-2,2-diméthyl-3-(5-tétrazolyl)pénam dans 450 ml d'eau, et on ajoute lentement de l'hydroxyde de sodium 1N jusqu'à obtenir un pH constant de 7,0. On élimine par filtration la petite quantité de substance insoluble, et on lyophilise le filtrat pour obtenir le sel de sodium cité en titre (7,6 g).
Le spectre infrarouge du produit (pastille de KBr) présente des bandes d'absorption à 3400, 1770, 1655, 1575,
1550, 1540, 1520, 1470, 1430, 1380, 1250 et 1210 cm'1. Le spectre de résonance magnétique nucléaire (dans un mélange de D20 et de (CD3)2SO) présente des bandes d'absorption à 9,15-8,8 (multiplet, 2H), 8,5-8,1 (multiplet, 1H), 8,1-7,7 (multiplet, 1H), 7,45 (doublet, 2H), 6,85 (doublet, 1H), 6,15,8 (multiplet, 1H), 5,8-5,4 (multiplet, 2H), 5,2 (singulet, 1H), 1,6 (singulet, 1H), et 1,0 (singulet, 1H), les bandes d'absorption étant exprimées en parties par million vers les champs faibles à partir du tétraméthylsilane comme étalon interne.
Exemple 3
Sel de potassium du 6-(D-2-[4-hydroxy-1,5-naphtyridine- 3-carboxamido]-2-[4-hydroxyphényl]acétamido)-
2,2-diméthyl-3-(5-tétrazolyl)-pénam
On répète le mode opératoire de l'exemple 2, sauf que l'on remplace la solution d'hydroxyde de sodium 1N par de l'hydroxyde de potassium 1N. Ceci fournit le sel de potassium du 6-(D-2-[4-hydroxy-î ,5-naphtyrîdine-3-carboxamido]-2-[4-hy- droxyphényl-acétamido)-2,2-diméthyl-3-(5-tétrazolyl)-pénam.
Exemple 4
6-(D-2-[3-acétylimidazolidin-2-one- 1 -carboxamido]-2 [4-hydroxyphényl]-acétamido)-2,2-diméthyl-
3 -(5-tétrazolyl)-pénam
A une solution de 3,54 g de 6-(D-2-amino-2-[4-hydroxy phényl]-acétamido)-2,2-diméthyl-3-(5-tétrazolyl)-pénam trihydraté, préparé selon le brevet principal, dans 100 ml d'un mélange 25:75 de tétrahydrofuranne et d'eau, à 0oC, on ajoute en agitant de la triéthylamine jusqu'à ce que le pH soit de 8,0.
A cette solution, on ajoute ensuite par portions, en 30 minutes, 1,78 g de chlorure de 3-acétylimidazolidin-2-one-1carbonyle, en maintenant le pH à 8,0 par addition de triéthylamine. On agite le mélange réactionnel pendant 15 minutes à pH 7,5 après l'addition du chlorure d'acide, puis on ajoute 200 ml d'eau. On chasse la majeure partie du tétrahydrofuranne par évaporation sous vide, puis on ajuste à 3,8 le pH de la solution aqueuse résiduelle, en utilisant de l'acide chlorhydrique 6N. Après 15 minutes, on recueille par filtration le solide qui a précipité et on le sèche. Ceci fournit 3,5 g de produit brut. On met le produit brut en suspension dans l'eau et l'on élève le pH à 8,0 en utilisant de l'hydroxyde de sodium
2N. On agite le mélange pendant 15 minutes puis on le filtre.
On ajuste à 3,8 le pH du filtrat et on recueille le solide par filtration. Ceci fournit 2,3 g (rendement de 53%) du composé cité en titre. Le spectre de résonance magnétique nucléaire (en solution dans (CD3)2SO) présente des bandes d'absorption à 9,3 (multiplet, 1H), 8,9 (doublet, 1H), 7,3 (doublet, 2H), 6,8 (doublet, 2H), 5,8-5,2 (multiplet, 5H + impureté), 3,7 (singulet, 4H), 2,4 (singulet, 3H), 1,6 (singulet, 3H) et 1,0 ppm (singulet, 3H) vers les champs faibles à partir du tétraméthylsilanne comme étalon interne. Le spectre infrarouge du produit (dans une huile minérale) présente des bandes d'absorption fortes à 1780, 1730 et 1660 cm-'.
Exemple 5 6-(D-2-[3 -méthylsulfonylimidazolidin-2-one- 1 -
carboxamido]-2-[4-hydroxyphényl] acétamido)-2,2-diméthyl 3-(5-tétrazolyl)pénam
On prépare le composé du titre avec un rendement de 67% par acylation du 6-(D-2-amino-2-[4-hydroxyphényl]acéta- mido)-2,2-diméthyl-3-(5-tétrazolyl)pénam trihydraté, préparé selon le brevet principal, avec le chlorure de 3-méthyl-sulfonylimidazolidin-2-one-1-carbonyle, en utilisant le mode opératoire de l'exemple 4. Le spectre infrarouge du produit (dans l'huile minérale) présente des bandes d'absorption fortes à 1780, 1730, 1660 et 1160 cm-'.
Le spectre de résonance magnétique nucléaire (en solution dans (CD3)2SO) présente des bandes d'absorption à 9,0 (multiplet), 8,2 (multiplet). 7,6 (doublet), 7,3 (doublet), 6,8 (doublet), 5,7 (multiplet), 3,9 (singulet), 3,4 (singulet), 1,6 (singulet) et 1,0 ppm (singulet) vers les champs faibles à partir du tétraméthylsilane comme étalon interne.
Exemple 6
6-(D-2-[Imidazolidin-2-one- 1 -carboxamido]-2 [4-hydroxyphényl] -acétamido) -2,2-diméthyl-
3-(5-tétrazolyl)pénam
On prépare le composé du titre en rendement presque quantitatif par acylation du 6-(D-2-amino-2-[4-hydroxy- phényl]-acétamido)-2,2-diméthyl-3-(5-tétrazolyl)pénam trihydraté, obtenu selon le brevet principal, en utilisant le chlorure d'imidazolidin-2-one-î-carbonyle. On utilise le mode opératoire de l'exemple 4, sauf que l'on remplace la triéthylamine par de l'hydroxyde de sodium 2N. Le spectre infrarouge du produit (dans l'huile minérale) présente des bandes d'absorption fortes à 1760, 1730, 1680 et 1660 cm-'.
Le spectre de résonance magnétique nucléaire (dans D2OI(CD3)2SO) présente des bandes d'absorption à 7,4 (doublet. 3H). 6.8 (doublet. 2H).
5.7 (singulet large, 3H), 5,3 (singulet, 1H), 3,8 (singulet large, 2H), 3,5 (singulet large, 2H), 1,7 (singulet, 3H) et 1,1 (sin gulet, 3H) ppm, vers les champs faibles à partir du tétraméthylsilane comme étalon interne.
PRÉPARATION
Acide 4-hydroxy- 1 ,5-naphtyridine-3-carboxylique
A. 2-([3-pyridylamino]méthylène) malonate de diéthyle
On chauffe en agitant pendant une heure à 155oC un mélange de 23,5 g (0,25 mole) de 3-aminopyridine et de 54 g (0,25 mole) de 2-(éthoxyméthylène)-malonate de diéthyle. On refroidit le mélange à 25C ce qui le fait se solidifier. On brise le solide en utilisant un pilon, ce qui donne 64,5 g (rendement de 98%) de 2-([3-pyridylamino]méthylène) malonate.
B. 4-hydroxy-1,5-naphtyridine-3-carboxylate d'éthyle
On chauffe à 255oC un mélange de 265 g de biphényle et de 735 g d'éther diphénylique, puis on ajoute d'un seul coup tout le 2-([3-pyridylamino]méthylène) malonate de diéthyle précédent. On maintient la température du mélange à 255oC jusqu'à ce qu'il ne se dégage plus d'éthanol. On refroidit le mélange à 25oC et on recueille le précipité par filtration. On le lave largement avec de l'hexane et on le sèche. Ceci fournit 40,5 g (rendement de 75%) de 4-hydroxy-1,5-naphtyridine-3-carboxylate d'éthyle.
C. Acide 4-hydroxy- 1 ,5-naphtyridine-3-carboxylique
A une solution de 8,0 g (0,2 mole) d'hydroxyde de sodium dans 200 ml d'eau, on ajoute 20,0 g (0,0917 mole) de 4 hydroxy- 1 ,5-naphtyridine-3-carboxylate d'éthyle. On chauffe le mélange sous reflux pendant 6 heures, puis l'on traite la solution chaude par du charbon décolorant puis on la filtre à chaud. On refroidit le filtrat à 25oC et on l'acidifie jusqu'à pH 3 avec de l'acide chlorhydrique 6N. Puis on refroidit le mélange dans un bain de glace pendant 15 minutes et on recueille le précipité par filtration. On lave le solide obtenu avec de l'eau puis avec de l'éther, puis avec de l'acétone, et on le sèche. Ceci fournit 11,2 g (rendement de 64%) d'acide 4 hydroxy- ,5-naphtyridine-3 -carboxylique.
** ATTENTION ** start of DESC field can contain end of CLMS **.
9. The method of claim, wherein the acid is an acid of formula
EMI2.1
and the acylation is carried out in the presence of a peptide bond-forming agent.
The present invention relates to the preparation of antibacterial agents, namely certain acylated derivatives of 6-amino2, 2-dimethyl-3- (5 -tetrazolyl) penam.
In the main patent is described and claimed the preparation of new antibacterial agents of formula I:
EMI2.2
in which R1 is an acyl group originating from an organic carboxylic acid. The process according to the main patent is characterized by the acylation of a penam derivative of formula
EMI2.3
or one of its salts or one of its silylated derivatives, with an acylating agent derived from an organic acid, Rz being, among other tetrazole substituents, a group
EMI2.4
According to the present invention which is an improvement of the invention constituting the subject of the main patent, there are further provided compounds of formula II:
EMI2.5
and their pharmaceutically acceptable salts;
where Z1 is a radical
EMI2.6
where Z2 is chosen from hydrogen atoms and alkanoyl groups having from 2 to 4 carbon atoms and alkylsulfonyl having from 1 to 3 carbon atoms.
Said compounds of formula II, which are not specifically described in the main patent, exhibit particularly advantageous antibacterial properties, and in particular they have significant advantages over the structurally very close homologs described in said reference.
The compounds of the present invention can be named as derivatives of penam, a term which has been defined by
Sheehan et al in Journal of the American Chemical Society,
75 3293 (1953) as referring to the structure
EMI3.1
Although the term penam does not normally imply any stereochemical implication, the absolute stereochemistry (absolute configuration) of the compounds of this invention at positions 3, 5 and 6 corresponds to that found in penicillins normally obtained by fermentation. Further, in the compounds of this invention, the asymmetrically substituted carbon of the side chain attached to the C-6 carbon of the penam nucleus has the R configuration. By analogy with the nomenclature used in peptide chemistry and in common usage in the name of the penam derivative, this is also called the D configuration.
The compounds of the present invention are tetrazole compounds substituted in position 5 and these compounds can exist in two forms, that is to say:
EMI3.2
As those skilled in the art will see, in a given compound, these two forms coexist in a mixture in tautomeric and dynamic equilibrium. For reasons of simplicity in this description, the compounds of the invention will be represented only in the form in which the hydrogen atom is in position 1 of the tetrazole ring; however, it is understood that this invention includes compounds in which the hydrogen atom is in position 1 of the tetrazole ring, compounds in which the hydrogen atom is in position 2 of the tetrazole ring, and mixtures thereof.
It should also be noted that the 4-hydroxy-1,5 naphthyridine group is a tautomeric system which can be described and named as a 1, 4-dihydro-4-oxo-1, 5-naphthyridine group.
Typical compounds according to the invention include those in which Z2 is an acetyl, propionyl, butanoyl, methylsulfonyl, ethylsulfonyl and propylsulfonyl group.
The process according to the present invention for the production of a compound of the formula:
EMI3.3
in which Z is a radical of formula:
EMI3.4
where Z2 is chosen from the group consisting of hydrogen atoms, alkanoyl groups having 2 to 4 carbon atoms and alkylsulfonyl groups having 1 to 3 carbon atoms, or its pharmaceutically acceptable salts, is characterized in that acyl a 6-amino-penam of the formula
EMI3.5
or one of its derivatives protected on the tetrazolyl group, by a carboxylic acid of formula
EMI3.6
or a reactive functional derivative in which R is the group
EMI3.7
or else a hydrogen atom, followed, in the latter case, by a second acylation with a functional reactive derivative of Z'-COOH acid,
an optionally present protecting group of the tetrazolyl group being subsequently removed, and, if desired, the product obtained is converted into a pharmaceutically acceptable salt.
According to a variant of the process of the invention, the compounds of formula II are prepared by acylation of 6- (D-2-amino-2- [4 hydroxyphenyl] -acetamido) -2,2-dimethyl-3- (5- tetrazolyl) - penam, compound of formula III, with an activated derivative of the appropriate carboxylic acid of formula IV:
EMI4.1
EMI4.2
where Z1 is as defined above.
The compounds of formula III are first prepared by acylation of a corresponding penam according to the process of the main patent.
As will be seen by those skilled in the art, the carboxylic acids of formula IV in which Z1 is a group
EMI4.3
are difficult to isolate because they tend to spontaneously decarboxylate. However, various activated derivatives can easily be obtained from it by conventional procedures.
The acylation is carried out by putting the compound of formula
III or one of its salts in contact with the activated derivative of the carboxylic acid IV, in an appropriate solvent system.
A commonly used activated derivative is an acid halide, such as an acid chloride. In a typical acylation operation, approximately one molar equivalent of the acid chloride is added to a solution of said compound of formula III or of one of its salts in a solvent such as a chlorinated hydrocarbon, for example chloroform or chloride. methylene; an ether, for example tetrahydrofuran or 1,2dimethyloxyethane; an ester, for example ethyl acetate or butyl acetate; a lower aliphatic ketone, for example acetone or methyl ethyl ketone; or a tertiary amide, for example N, N-dimethylformamide or N-methylpyrrolidone;
at a temperature between about -400C and about + 30C, and preferably between about -10oC and about + 10oC, optionally in the presence of about one molar equivalent of an acid binding agent, for example triethylamine, la pyridine or sodium bicarbonate. The reaction is completed in a short period of time, i.e. about an hour.
Another procedure useful for the acylation of a compound of formula III with acid halides comprises the use of an aqueous solvent system. In this procedure, which is the Schotten-Baumann procedure, the acid halide is added to a solution of the starting material in water, or in a mixture of water and another inert solvent. , at or slightly below room temperature, maintaining the pH of the solvent between about 6.0 and about 9.0 before, during and after the addition.
Other activated derivatives of carboxylic acids of formula
IV that can be used are the active esters. The active esters which can be used in this connection are, for example, phenyl esters, such as p-nitrophenyl and 2,4,5-trichlorophenyl esters; thio-esters, such as thiolphenyl and thiolmethyl esters, and N-hydroxy-esters, such as esters of N-hydroxysuccinimide and N-hydroxyphthalimide. The esters are prepared by methods well known in the art, and the acylation is conveniently carried out by dissolving the active ester and the compound of formula III or a salt thereof in a dipolar aprotic solvent such as N, Ndimethylformamide, N, N-dimethylacetamide or N-methylpyrrolidone.
The solution is kept at around room temperature for several hours, for example overnight, and then the product is separated by conventional methods. In many cases, the active ester used in this process can be replaced by the corresponding azide or by the imidazole or triazole amide.
An activated derivative of the carboxylic acid of formula IV which can be used in the particular case where Z3 is
EMI4.4
is a mixed anhydride. Typically, a 4-hydroxy-1,5-naphthyridine-3-carboxylic acid carboxlate (salt) is treated with about one molar equivalent of a lower alkyl chloroformate in an aprotic organic solvent inert to the acid. of the reaction, at a temperature between about
-20 "C and about +20" C, and preferably at about 0 C. Salts suitable for this process are alkali metal salts, such as sodium and potassium salts, and tertiary amine salts, such as salts of triethylamine, tributylamine, N-ethylpiperidine, N, N-dimethylaniline,
N-methylmorpholine and pyridine; and suitable solvents are, for example, chloroform, methylene chloride, acetonitrile, tetrahydrofuran, dioxane and N, Ndimethylformamide. The mixed carboxylic carbon dioxide anhydride thus formed is generally used in situ to acylate said compound of formula III. This is normally done by mixing solutions of the preformed mixed anhydride and the compound of formula III. The acylation is normally carried out at a temperature between about -30 ° C and about +20 ° C, and preferably at about -10oC, and it usually takes a few hours to complete. In most cases, the acylation is performed. Mixed anhydride and the compound of formula III in substantially contact in a 1: 1 molar ratio.
Yet another method which can be used to acylate a compound of formula III with 4-hydroxy-1,5-naphthyridine-3-carboxylic acid, consists in contacting said compound of formula III with acid 4 -hydroxy-1,5-naphthyridine-3 carboxylic acid, in the presence of certain agents which are known in the art to form peptide bonds. These agents include carbodiimides, for example dicyclohexylcarbodiimide and 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide, alkoxyacetylenes, for example methoxyacetylene and ethoxyacetylene, and N-ethoxycarbonyl-2-ethoxy- 1,2dihydroquinoline.
The reaction is carried out in a suitable solvent, i.e. a solvent which serves to dissolve the reactants and which does not adversely react with the starting substances or the product, for example acetonitrile, N, N-dimethylformamide and N-methylpyrrolidone.
According to a variant of the process of the invention, the compounds of formula II are prepared by acylation in one step of 6 amino-2,2-dimethyl-3- (5-tetrazolyl) penam, the compound of formula V, with an activated derivative an appropriate carboxylic acid of formula VI.
EMI5.1
where Z 'is as defined above.
The acid of formula VI is activated by any of the methods described above for the activation of 4-hydroxy-1,5-naphthyridine-3-carboxylic acid, and the acylation is effected by any of the processes described above for acylating the compound of formula III with an activated derivative of 4-hydroxy-1, 5-naphthyridine-3-carboxylic acid. Acids of formula VI are prepared by acylation of 2 amino-2- [4-hydroxyphenyl] -acetic acid with an activated derivative of an acid of formula Z'-COOH.
It should be noted that in a process for acylating a compound of formula III or IV, the hydrogen atoms on the tetrazole ring, the hydrogen atoms of the primary amine functions and the hydrogen atom of the phenolic hydroxy group of the compound of formula III, can be replaced by trialkylsilyl groups. These trialkylsilyl groups are then removed and replaced by hydrogen at the end of the acylation, simply by brief exposure of the product to a proton solvent system, such as water or a lower alkanol, for example methanol or ethanol. . Due to the easy availability of the starting materials, the trimethylsilyl group is a preferred group.
It can be introduced into the starting penam of formula III or IV by methods well known in the art, such as, for example, using trimethylchlorosilane or N-trimethylsililacetamide, as described by Birkofer and Ritter in Angewandte Chemie (International edition in English, 4, 417-418 and 426 (1965).
However, conditions must be chosen which are compatible with the 5-lactam group of the penam nucleus. It is also possible to use in this respect the silylated derivatives formed by reaction of said compounds of formulas III and IV with dichlorodi (lower alkyl) silanes. The silylation step is carried out by methods known in the art (see, for example, German Patent No. 1,933,187). After the acylation reaction, the silyl group is removed by treatment with a protonic solvent, such as water or a lower alkanol, for example methanol or ethanol.
Further, if desired, the tetrazole ring of a compound of formula III or IV can be protected by various other groups prior to acylation. The protecting group is removed after acylation, to release the desired antibacterial agent of formula II. A wide variety of protective groups can be used for this purpose, such as, for example, triphenylmethyl, substituted triphenylmethyl, alkoxymethyl, benzyloxymethyl, substituted benzyloxymethyl, cyanomethyl, benzyl, substituted benzyl, alkoxycarbonyl, phenoxycarbonyl and substituted phenoxycarbonyl.
The starting substances of formulas III and V are prepared by the methods described in the main patent.
4-Hydroxy-1,5-naphthyridine-3-carboxylic acid is prepared by the method of Adams et al., Journal of the American
Chemical Society, 68, 1317 (1946).
Due to the fact that the carboxylic acids of formula IV in which Z1 is a group
EMI5.2
tend to decarboxylate, their activated derivatives are usually prepared directly from a compound of formula VII:
EMI5.3
For example, the compounds of formula VII can be reacted with phosgene, or a phenyl or substituted phenyl chloroformate. Preparation of compounds of formula
VII, in which Z2 is as defined above, and their subsequent reaction with the phosgenes formed from the acid chlorides, is described in British Patent No. 1,392,849.
Due to the acidic nature of the monosubstituted tetrazole compounds, the compounds of this invention of formula II form salts with the basic agents and all such salts should be considered to be within the scope of this invention. The salts which are of particular interest are the alkali metal salts, the alkaline earth metal salts, as well as the salts formed from organic amines. Particularly interesting salts are the sodium and potassium salts.
The salts of compounds of Formula II are prepared by conventional techniques, such as by contacting the acidic and basic components, generally in a 1: 1 molar ratio, in an aqueous, non-aqueous or partially aqueous medium, as appropriate. They are then collected by filtration, by precipitation followed by filtration, by evaporation of the solvent, or in the case of aqueous solutions by lyophilization, as appropriate. Basic agents which are suitably used in the formation of salts include ammonia, organic amines, alkali metal hydroxides, carbonates, bicarbonates, hydrides and alcoholates as well as metal hydroxides, carbonates, hydrides and alcoholates. alkaline earth.
Representative examples of these bases are primary amines such as n-propylamine, nbutylamine, aniline, cyclohexylamine, benzylamine, ptoluidine and octylamine; secondary amines such as diethylamine, N-methylamine, morpholine, pyrrolidine and piperidine; tertiary amines such as triethylamine, N, N-dimethylaniline, N-ethylpiperidine, N-methylmorpholine and 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene; hydroxides, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, and barium hydroxide; alcoholates, such as sodium ethoxide and potassium ethoxide; hydrides such as calcium hydride and sodium hydride; carbonates such as potassium carbonate and sodium carbonate; and bicarbonates, such as sodium bicarbonate and potassium bicarbonate.
The compounds of formula II and their salts exhibit remarkable and unexpected antibacterial activity, in vitro, against a wide variety of gram-positive and gram-negative organisms. This in vitro activity can be demonstrated using the conventional double serial dilution technique. In practice, agar plates in which the test compound has been incorporated at various concentrations are injected with a standard number of the appropriate organism. The plates are incubated for 18 hours at 370C and then each plate is visually observed to determine the presence or absence of growth of the bacteria. The minimum inhibitory concentration (MIC), which is the lowest concentration of the test compound which prevents the growth of the microorganism in question, is then noted.
The microorganisms against which the compound of formula II and its salts exhibit activity are, for example, strains of
Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus morgani, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens and Salmonella typhimurium.
Comparative results of MICs determined as described above for compounds according to the invention and similar compounds outside the scope of the invention are given below. All compounds have the general formula:
EMI6.1
The antibacterial activity in vitro of the compounds of formula
II and their salts make them interesting as antimicrobials
industrial, for example in the treatment of water, the fight
against the formation of sludge in the water, the conservation of
paints and wood, as well as for local application
as disinfectants. In the case of the use of these com
installed for local application, it is often convenient to
mix the active ingredient with a non-toxic carrier,
like a vegetable or mineral oil or an emollient cream.
Likewise, it can be dissolved or dispersed in
thinners or liquid solvents such as water, alkanols,
glycols and their mixtures. In most cases it is indicated
to use active ingredient concentrations of approximately
0.1% to about 10% by weight, based on the composition
total.
In addition, the compounds of formula II and their pharma salts
ceutically acceptable (i.e. non-toxic) present
unexpected and remarkable antibacterial activity
vivo. To determine this activity, the compound is administered
test in mice that were infected by internal injection
tone of a lethal inoculum of pathogenic bacteria. We admit
register the test compound using a multiple dosage,
using the subcutaneous (SC) route. Inoculum of bacteria
ranges from 1 to about 10 times the amount needed to kill
100% of the mice under the test conditions. At the end of
test, the activity of a compound is determined by counting the
number of survivors among treated and experienced animals
mant activity of the compound as the percentage of animals
who survive.
The compounds of formula II and their phar salts
maceutically acceptable show antibacterial activity
nothing of interest in vivo against, for example, strains of
Staphylococcus aureus. Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae
and Pseudomonas aeruginosa.
The antibacterial activity in vivo of the compounds of formula
II and their pharmaceutically acceptable salts makes them
suitable for combating bacterial infections in
mammals and humans, especially through kinship
administration role. The compounds of formula II and their salts
pharmaceutically acceptable will find wide use.
tion in the fight against infections caused by bac
Gram-positive and gram-negative sensitive in humans.
When considering the therapeutic use of a com
posed of formula II or a salt thereof in a mammal and
in particular man, the compound can be administered alone or
well it can be mixed with other antibiotic substances
pharmaceuticals and / or carriers or diluents
acceptable, based on current pharmaceutical usage. So for
parenteral administration which includes intravenous use
muscular, intraperitoneal, subcutaneous and intravenous, we
usually prepares sterile solutions of the ingredient
active, and the pH of the solutions that
we stamp. For intravenous use, the concentrate
total solute intake should be monitored so that the preparation
tion is isotonic.
When a compound of the present invention is used in
man, the daily dose to be used hardly differs
not that of other penam antibiotics used clinically. The attending physician will ultimately determine the appropriate dose for a given subject, and this dose can be expected to vary with the age, weight and reaction of the patient, as well as the nature and extent of the symptoms. of the patient. However, the compounds of this invention will normally be used parenterally in doses of about 10 to about 400 mg per pound of body weight per day.
These figures are only illustrative and in some cases it may be necessary to use doses outside of these limits.
Table 1
EMI7.1
<tb> <SEP> ClM <SEP> (g / ml)
<tb> R <SEP> Escherichia <SEP> Serratia <SEP> Salmonella <SEP> Proteus <SEP> Klebsiella <SEP> Pseudomonas
<tb> <SEP> coli <SEP> marcescens <SEP> typhimunum <SEP> morgani <SEP> pneumonia <SEP> aeroginosa
<tb> 4-Ho-oç: 4-P-co
<tb> <SEP>}; n¯CO <SEP> <<SEP> 6.25 <SEP> 3.12 <SEP> 0.78 <SEP> 6.25 <SEP> 3.12 <SEP> 0, 78
<tb> <SEP> 4-zo-r644-V - Co- <SEP> R
<tb> <SEP> I
<tb> <SEP> i: H-CO <SEP> - <SEP> 12.5 <SEP> 6.25 <SEP> 3.12 <SEP> 1.56 <SEP> 6.25 <SEP> 1, 56
<tb> <SEP> 4-HO-Cesk-4-fH- ^ C1- <SEP> S
<tb> <SEP> NE-CO- <SEP> 's'-CQ-CL-' <SEP> 25 <SEP> 12.5 <SEP> 50 <SEP> 6.25 <SEP> 25 <SEP> 12 , 5
<tb> <SEP> M <SEP> 3
<tb> 4-HO-C6t4-H-CO
<tb> <SEP> N-COH <SEP> -S02-CU <SEP> 12.5 <SEP> - <SEP> U-SOZ-LH3
<tb> <SEP> +.
<SEP> l <SEP> 12.5 <SEP> 1.56 <SEP> 1.56 <SEP> 3.12 <SEP> 3.12 <SEP> 12.5
<tb> Tabteaa 2
EMI7.2
<tb> <SEP> ClM <SEP> (p <SEP> g / ml)
<tb> R '<SEP> Escherichia <SEP> Serratia <SEP> Salmonella <SEP> Proteus <SEP> Klebsiella <SEP> Pseudomonas
<tb> <SEP> coli <SEP> marcescens <SEP> typhimurium <SEP> morgani <SEP> pneumonia <SEP> aeruginosa
<tb> <SEP> C <SEP> 6 <SEP> ^ <SEP> 5¯ <SEP> CH-CO
<tb> <SEP> NH-CO <SEP> (comparison) <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP>> 200 <SEP> 50
<tb> <SEP> C6H5-CH-CO- <SEP> H
<tb> <SEP> NH <SEP> CO- <SEP> f
<tb> <SEP> u <SEP> (comparison) <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 100 <SEP> 200 <SEP> 25
<tb> <SEP> C6H5-CH-CO
<tb> <SEP> SO2 <SEP> ¹ \ (comaraison) <SEP>> 200 <SEP>> 200 <SEP> 200 <SEP>> 200 <SEP>> 200 <SEP> 200
<tb> <SEP> 3E5-CH'-CO- <SEP>
<tb> <SEP>} <SEP> 6icomparison) <SEP>> 200 <SEP>
200 <SEP> 50 <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 100
<tb> <SEP> z-COCH2-9 / <SEP> 1
<tb> <SEP> H
<tb> 4-EO-OB-C-COtmaraison) <SEP>> 200 <SEP> 200 <SEP> 100 <SEP>> 200 <SEP> 200 <SEP> 25
<tb> <SEP> 1Lf <SEP> CV <SEP> NIii-7
<tb>
The following examples are given solely for the purpose of better illustrating the invention.
Example 1
6- (D-2- [4-hydroxy- 1, 5-naphthyridine-3-carboxamido] -
2- [4-hydroxyphenyl] acetamido) -2,2-dimethyl-3-
(5-tetrazolyl) penam
To a solution of 4.20 ml (0.030 mole) of triethylamine in 50 ml of hexamethylphosphoramide is added 2.85 g (0.015 mole) of 4-hydroxy-1,5-naphthyridine-3-carboxylic acid. The mixture is stirred for 15 minutes at 25C, then 5 drops of N-methylmorpholine are added. The solution is cooled to about 0OC and 1.44 ml (0.030 mol) of ethyl chloroformate is added. The mixture is stirred for 10 minutes at 0-5 C, then an additional 1.44 ml of ethyl chloformate is added and stirring is continued for a further 10 minutes.
To the mixed anhydride solution thus obtained, there is added a solution prepared from 6.65 g (0.015 mol) of 6-D-2-amino-2 [4-hydroxyphenyl] -acetamido) -2,2-dimé - thyl-3- (5-tetrazolyl) penam trihydrate, of 2.10 ml (0.015 mole) of triethylamine and 50 ml of hexamethylphosphoramide, at 0-5 C, according to the main patent. The resulting mixture is stirred for 35 minutes allowing it to warm slowly to 25oC. At this point, the reaction mixture is diluted with 1000 ml of water and then filtered through a pad of Celite (product of diatomaceous silica). The filtrate is added to an additional 1000 ml of water, maintaining the pH of the water at 2.5 during the addition, by addition of 6N hydrochloric acid.
This causes precipitation of a solid. After stirring the mixture at about 0OC for 15 minutes, the precipitate was collected by filtration under nitrogen. The resulting solid is washed with water and then with ether, then dried and 3.7 g of the title compound are obtained. The product is further purified by trituration in acetone and drying. Finally, 3.6 g is obtained (yield of 43%).
Example 2
Sodium salt of 6- (D-2- [4-hydroxy-1,5-naphthyridine-3 carboxamido] -2- [4-hydroxyphenyl] acetamido) -
2,2-dimethyl-3- (5-tetrazolyl) -penam
A suspension of 6.0 g of 6- (D-2- [4 hydroxy-1, 5-naphthyridine-3-carboxamido] -2- [4-hydroxyphenyl] acetamido) -2,2- is stirred at 25oC. dimethyl-3- (5-tetrazolyl) penam in 450 ml of water, and 1N sodium hydroxide is added slowly until a constant pH of 7.0 is obtained. The small amount of insoluble substance was filtered off, and the filtrate was lyophilized to obtain the title sodium salt (7.6 g).
The infrared spectrum of the product (KBr pellet) has absorption bands at 3400, 1770, 1655, 1575,
1550, 1540, 1520, 1470, 1430, 1380, 1250 and 1210 cm'1. The nuclear magnetic resonance spectrum (in a mixture of D20 and (CD3) 2SO) shows absorption bands at 9.15-8.8 (multiplet, 2H), 8.5-8.1 (multiplet, 1H ), 8.1-7.7 (multiplet, 1H), 7.45 (doublet, 2H), 6.85 (doublet, 1H), 6.15.8 (multiplet, 1H), 5.8-5, 4 (multiplet, 2H), 5.2 (singlet, 1H), 1.6 (singlet, 1H), and 1.0 (singlet, 1H), the absorption bands being expressed in parts per million towards weak fields from tetramethylsilane as internal standard.
Example 3
Potassium salt of 6- (D-2- [4-hydroxy-1,5-naphthyridine- 3-carboxamido] -2- [4-hydroxyphenyl] acetamido) -
2,2-dimethyl-3- (5-tetrazolyl) -penam
The procedure of Example 2 is repeated, except that the 1N sodium hydroxide solution is replaced by 1N potassium hydroxide. This provides the potassium salt of 6- (D-2- [4-hydroxy-1, 5-naphthyridine-3-carboxamido] -2- [4-hydroxyphenyl-acetamido) -2,2-dimethyl-3- (5-tetrazolyl) -penam.
Example 4
6- (D-2- [3-acetylimidazolidin-2-one- 1 -carboxamido] -2 [4-hydroxyphenyl] -acetamido) -2,2-dimethyl-
3 - (5-tetrazolyl) -penam
Has a solution of 3.54 g of 6- (D-2-amino-2- [4-hydroxy phenyl] -acetamido) -2,2-dimethyl-3- (5-tetrazolyl) -penam trihydrate, prepared according to Principal patent, in 100 ml of a 25:75 mixture of tetrahydrofuran and water, at 0oC, is added with stirring triethylamine until the pH is 8.0.
To this solution is then added in portions, over 30 minutes, 1.78 g of 3-acetylimidazolidin-2-one-1carbonyl chloride, while maintaining the pH at 8.0 by adding triethylamine. The reaction mixture is stirred for 15 minutes at pH 7.5 after addition of the acid chloride, then 200 ml of water is added. Most of the tetrahydrofuran is removed by evaporation in vacuo, then the pH of the residual aqueous solution is adjusted to 3.8, using 6N hydrochloric acid. After 15 minutes, the solid which has precipitated is collected by filtration and dried. This provides 3.5 g of crude product. The crude product is suspended in water and the pH is raised to 8.0 using sodium hydroxide.
2N. The mixture is stirred for 15 minutes and then filtered.
The pH of the filtrate is adjusted to 3.8 and the solid collected by filtration. This provides 2.3 g (53% yield) of the title compound. The nuclear magnetic resonance spectrum (in solution in (CD3) 2SO) shows absorption bands at 9.3 (multiplet, 1H), 8.9 (doublet, 1H), 7.3 (doublet, 2H), 6 , 8 (doublet, 2H), 5.8-5.2 (multiplet, 5H + impurity), 3.7 (singlet, 4H), 2.4 (singlet, 3H), 1.6 (singlet, 3H) and 1.0 ppm (singlet, 3H) to low fields from tetramethylsilane as internal standard. The infrared spectrum of the product (in mineral oil) shows strong absorption bands at 1780, 1730 and 1660 cm- '.
Example 5 6- (D-2- [3 -methylsulfonylimidazolidin-2-one- 1 -
carboxamido] -2- [4-hydroxyphenyl] acetamido) -2,2-dimethyl 3- (5-tetrazolyl) penam
The title compound is prepared in 67% yield by acylation of 6- (D-2-amino-2- [4-hydroxyphenyl] acetamido) -2,2-dimethyl-3- (5-tetrazolyl) penam. trihydrate, prepared according to the main patent, with 3-methyl-sulfonylimidazolidin-2-one-1-carbonyl chloride, using the procedure of Example 4. The infrared spectrum of the product (in mineral oil) shows strong absorption bands at 1780, 1730, 1660 and 1160 cm- '.
The nuclear magnetic resonance spectrum (in solution in (CD3) 2SO) shows absorption bands at 9.0 (multiplet), 8.2 (multiplet). 7.6 (doublet), 7.3 (doublet), 6.8 (doublet), 5.7 (multiplet), 3.9 (singlet), 3.4 (singlet), 1.6 (singlet) and 1 .0 ppm (singlet) to low fields from tetramethylsilane as internal standard.
Example 6
6- (D-2- [Imidazolidin-2-one- 1 -carboxamido] -2 [4-hydroxyphenyl] -acetamido) -2,2-dimethyl-
3- (5-tetrazolyl) penam
The title compound is prepared in almost quantitative yield by acylation of 6- (D-2-amino-2- [4-hydroxy-phenyl] -acetamido) -2,2-dimethyl-3- (5-tetrazolyl) penam trihydrate. , obtained according to the main patent, using imidazolidin-2-one-1-carbonyl chloride. The procedure of Example 4 is used, except that the triethylamine is replaced by 2N sodium hydroxide. The infrared spectrum of the product (in mineral oil) shows strong absorption bands at 1760, 1730, 1680 and 1660 cm- '.
The nuclear magnetic resonance spectrum (in D2OI (CD3) 2SO) shows absorption bands at 7.4 (doublet. 3H). 6.8 (doublet. 2H).
5.7 (broad singlet, 3H), 5.3 (singlet, 1H), 3.8 (broad singlet, 2H), 3.5 (broad singlet, 2H), 1.7 (singlet, 3H) and 1.1 ( sin gulet, 3H) ppm, to weak fields from tetramethylsilane as internal standard.
PREPARATION
4-hydroxy- 1,5-naphthyridine-3-carboxylic acid
A. 2 - ([3-pyridylamino] methylene) diethyl malonate
A mixture of 23.5 g (0.25 mole) of 3-aminopyridine and 54 g (0.25 mole) of diethyl 2- (ethoxymethylene) -malonate is heated with stirring for one hour at 155 ° C.. The mixture is cooled to 25C which makes it solidify. The solid was broken up using a pestle to give 64.5 g (98% yield) of 2 - ([3-pyridylamino] methylene) malonate.
B. ethyl 4-hydroxy-1,5-naphthyridine-3-carboxylate
A mixture of 265 g of biphenyl and 735 g of diphenyl ether is heated to 255 ° C., then all of the above diethyl 2 - ([3-pyridylamino] methylene) malonate is added all at once. The temperature of the mixture is maintained at 255oC until no more ethanol is released. The mixture is cooled to 25oC and the precipitate is collected by filtration. It is washed extensively with hexane and dried. This provides 40.5 g (75% yield) of ethyl 4-hydroxy-1,5-naphthyridine-3-carboxylate.
C. 4-Hydroxy- 1,5-naphthyridine-3-carboxylic acid
To a solution of 8.0 g (0.2 mole) of sodium hydroxide in 200 ml of water is added 20.0 g (0.0917 mole) of 4 hydroxy-1, 5-naphthyridine-3- ethyl carboxylate. The mixture is heated under reflux for 6 hours, then the hot solution is treated with decolorizing carbon and then filtered while hot. The filtrate is cooled to 25oC and acidified to pH 3 with 6N hydrochloric acid. The mixture is then cooled in an ice bath for 15 minutes and the precipitate is collected by filtration. The solid obtained is washed with water then with ether, then with acetone, and dried. This provides 11.2 g (64% yield) of 4 hydroxy-, 5-naphthyridine-3-carboxylic acid.