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Verfahren zur Herstellung heterocyclischer 6-Acylaminopenicillansäuren
Die Erfindung betrifit ein Verfahren zur Herstellung von neuen antimikrobiellen
6-Acylaminopenicillansäuren der allgemeinen Formel I
worin M ein Wasserstoffatom oder ein pharmazeutisch verträgliches ungiftiges Aminkation
oder ein Alkalimetallkation und X ein Rest der allgemeinen Formel II ist,
worin Z ein Schwefel- oder Sauerstoffatom oder eine Iminogruppe bedeutet.
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Die Verbindungen der allgemeinen Formel I werden in an sich bekannter
Weise erhalten, indem man 6-Aminopenicillansäure mit einer Verbindung der allgemeinen
Formel XCOY umsetzt, worin X die oben angegebene Bedeutung hat und Y ein Chlor-oder
Bromatom ist. Gegebenenfalls wird die erhaltene Säure mit einem Amin oder einer
geeigneten Alkaliverbindung in ihr Salz oder ein Salz in die freie Säure übergeführt.
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Gemäß der bevorzugten Säurechloridmethode wird die 6-Aminopenicillansäure
in schwach basischer wäßriger Lösung, z. B. einer Lösung von Natriumbicarbonat,
mit einem gelingen molaren Uberschuß des betreffenden Säurechlorides behandelt.
Die Mischung wird bei Zimmertemperatur während eines Zeitraumes von 20 bis 60 Minuten
gut geschüttelt und das Reaktionsgemisch wird dann bei einem
sauren pH-Wert mit einem
mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel, wie Ather, extrahiert. um das gewünschte
Produkt zu entfernen.
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Bestimmung der mikrobiologischen Aktivität Die entsprechenden Verbindungen
wurden hinsichtlich ihrer Beständigkeit gegenüber Zersetzung durch Staphylococcus
aureus Nr. 24 390 untersucht, wobei die entwickelte Kohlendioxydmenge manometrisch
gemessen wurde. Die nach der Erfindung herstellbaren Verbindungen wurden jeweils
mit einer äquivalenten Menge von Kaliumpenicillin G nach 10- und 20minutiger Einwirkung
des Mikroorganismus verglichen.
| µl entwickeltes CO2 |
| Testverbindung |
| 10 Minuten 20 Minuten |
| Nr. 1 Kaliumpenicillin G ........... .................................
222,1 290,6 |
| 3-Phenylthianaphthenyl-(2)-penicillin . ........................
.. 39,1 93,7 |
| Das CO2-Volumen, das in 20 Minuten abgegeber wurde, ist bei
der |
| Verbindung nach der Erfindung weniger als 35% des von Penicillin
G |
| abgegebenen. |
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Fortsetzung
| entwickeltes CQ |
| Testverbindung 10 Minuten 20 Minuten |
| Nr. 2 Kaliumpenicillin G .................................
276,7 296,7 |
| 2-Phenylthianaphthenyl-(3)-penicillin ..............................
| 1,7 | 1,7 |
| Das CO2-Volumen, das in 20 Minuten abgegeben wurde, beträgt
bei der |
| nach der Erfindung hergestellten Verbindung weniger als 5°/O
des von |
| Penicillin G abgegebenen. |
| Nr. 3 Kaliumpenicillin G .........................................
221,1 290,6 |
| 3-Phenylbenzofuranyl-(2)-penicillin ................................
130,1 133,6 |
| Das CO2-Volumen, das in 20 Minuten abgegeben wurde, beträgt
bei der |
| nach der Erfindung hergestellten Verbindung weniger als 50010
des von |
| Penicillin G abgegebenen. |
| Nr. 4 Kaliumpenicillin G ..............................................
211,7 284,5 |
| 2-Phenylbenzofuranyl-(3)-penicillin ................................
| 0 | 0 |
| In 20 Minuten wurde bei dem Verfahrensprodukt kein CO2 abgegeben. |
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Versuchsbericht Bestimmung der antibiotischen Aktivität gegenüber
einem penicillinresistenten Stamm von Staphylococcus aureus bei oraler Verabreichung
Eine Kultur von Staphylococcus aureus Finnland 400, Phagentyp 54, wird bei 4°C af
schrägen Platten mit Tryptikase enthaltendem Soja-Agar gehalten. Die Infektionskultur
wird von einer Unterkultur dieser Ausgangskultur auf einer schrägen Platte mit tryptikasehaltigem
Soja-Agar gewonnen.
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Nach der Inkubation bei 37°C während 18 bis 20 Stunden wird das Agar
mit steriler Salzlösung gewaschen. Diese Suspension wird auf einem Colorimetrischen
Photometer nach K 1 e t t 5 u m m e r -s o n mit einem 660-Millimikron-Filter auf
80 bis 95 Die Versuche führten zu folgenden Ergebnissen:
eingestellt. Eine Plattenauszählung
sollte die ungefähre Zahl der Organismen von 250 bis 300 Millionen pro Milliliter
zeigen.
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Dieses Material wird verwendet, um Mäuse durch Injektion von 0,3
Milliliter in die Schwanzvene 18 bis 20 g schwerer männlicher Albinomäuse (Webster-Stamm)
zu infizieren.
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3 Stunden nach der Infektion wird die Testsubstanz entweder als Natrium-
oder als Kaliumsalz oral in 0,5 ml 0,S0loigen Gummitragacants verabreicht. Drei
Dosen der Verbindung werden Gruppen von 10 Tieren eingegeben. 24 und 48 Stunden
nach der Infektion werden diese Dosen wiederholt. Die Zahl der sterbenden Tiere
in Abhängigkeit von der Zeit wird während 7 Tagen nach der Infektion aufgezeichnet.
Futter und Wasser stehen den Tieren nach Belieben zur Verfügung.
| % überlebende Tiere |
| Dosis Überlebende |
| Verbindung 1 2 3 4 5 6 7 Tiere/unter- |
| (mg/kg) suchte Tiere |
| Tage nach der Infektion |
| 2,6-Dimethoxyphenylpenicillin 300 100 100 100 70 60 40 40 4/10 |
| 500 100 100 100 50 50 40 20 2/10 |
| 800 100 100 90 70 70 70 70 7/10 |
| 2-Phenylthianaphthenyl-(3)-penicillin 300 100 100 100 100 90
90 80 8/10 |
| 500 100 100 100 100 100 100 100 10/10 |
| 800 100 100 100 100 100 100 90 9/10 |
Diese Ergebnisse zeigen, daß 2-Phenylthianaphthe nyl-(3)-penicillin eine wesentlich
größere antibiotische Aktivität gegenüber dem verwendeten Staphylococcusstamm in
allen Dosen besitzt als das bekannte gegenüber Penicillinase resistente 2,6-Dimethoxyphenylpenicillin.
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Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
(Für die Verfahren zur Herstellung der Ausgangsstoffe wird ein Schutz nicht begehrt.)
Beispiel 1 5,1 g (0,02 Mol) 3-Phenylthianaphthen-(2)-carbonsäure läßt man mit 11
ml Thionylchlorid bei Zimmer-
temperatur über Nacht reagieren. Die entstehende Lösung
wird bei 35°C im Vakuum eingedampft. und das so erhaltene Ol wird mit 25 ml Benzol
vermischt; die Mischung wird dann nochmals eingedampft.
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Nach Zugabe von weiteren 25 ml Benzol und Wiederholung des Verfahrens
wird das restliche Ul unter Vakuum gehalten, um jede Spur von Thionylchlorid zu
entfernen, und 4 g des Ols werden dann in 50 ml trockenem Aceton aufgelöst. Diese
Lösung wird langsam unter Rühren zu 4,3 g 6-Aminopenicillansäure in 190 ml 3%igem
Natriumbicarbonat und 120 ml Aceton gegeben. Die Reaktionsmischung wird 11/o Stunden
auf 25°C gehalten, zweimal mit 150 ml Ather extrahiert, und die restliche wäßrige
Lösung
wird mit 40 ml Butylacetat versetzt. Diese Mischung wird auf unter 10'-C abgekühlt.
mit 20(>!oiger Phosphorsäure auf pH 2.4 eingestellt. und die Phasen werden getrennt.
Die wäßrige Phase wird mit 15 ml Butylacetat extrahiert, und die vereinigten Butylacetatextrakte
werden mit 10 ml Wasser gewaschen und auf pH 3 eingestellt. Die gewaschene organische
Lösung wird dann über Magnesiumsulfat entwässert. filtriert und das Filtrat mit
9.6 mol 30%igem Kalium-2-äthylhexanoat in Isopropanol versetzt. Ein Raumteil Äther
wird dann unter Rühren zugegeben, und die sich beim Abkühlen bildenden Kristalle
werden durch Filtration gesammelt, mit Äther Butylacetat (1 : 1) dann mit Äther
gewaschen und schließlich getrocknet, um 3-Phenylthianaphthenyl-(2)-penicillin-Kalium
zu ergeben. Fp. = 170 bis 190-C (unter Zersetzung), Ausbeute 350 der Theorie.
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1 g dieses Kaliumsalzes wird in Wasser aufgelöst und mit verdünnter
Salzsäure bei weniger als 5-C behandelt. Extraktion dieser wäßrigen Mischung mit
Äther und Abdampfung der getrockneten ätherischen Extrakte ergibt dann die Verbindung
3-Phenylthianaphthenyl-(2)-penicillin.
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In ähnlicher Weise wurde eine äquivalente Menge 2-Phenylthianaphthen-(3)-carbonsäure
an Stelle von 3 - Phenylthianaphthen - (2) - carbonsäure eingesetzt.
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Nach vollständiger Durchführung der hier beschriebenen Stufen erhält
man dann 2-Phenylthianaphthenyl-(3)-penicillin-Kalium. Fp. = 195 bis 205°C (unter
Zersetzung), Ausbeute 43% der Theorie.
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Beispiel 2 A) Phenylbrenztraubensäure wird mit Phenylhydrazin gemäß
Standardmethoden behandelt. um das Phenylhydrazon vpn Phenylbrenztraubensäure zu
ergeben. 11 g dieses Phenylhydrazons werden unter Rückfluß in 72 ml absolutem Äthanol
und 8 ml konzentrierter Schwefelsäure !Stunde lang erhitzt. Nach Ablauf dieser Zeit
wird die Lösung abgekühlt und die überschüssige Säure durch Zugabe von wäßrigem
Natriumbicarbonat neutralisiert. Der Äthanolüberschuß wird dann unter vermindertem
Druck abgedampft und der Rückstand in 150 mol Äther aufgenommen. Diese ätherische
Lösung wird mit 10%igem wäßrigem Natriumbicarbonat und dann mit Wasser gewaschen.
Die gewaschene ätherische Lösung wird über Natriumsulfat entwässert und dann der
Äther unter vermindertem Druck abgedampft, um 3-Phenylindol-(2)-carbonsäureäthylester
zu ergeben. der in der nächsten Stufe ohne weitere Reinigung verwendet wird.
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Eine Mischung von 6,6 g (0,025 Mol) dieses Esters in 2,4 g (0.027
Mol) Kaliumhydroxyd. 10 ml Wasser und 65 ml Methanol wird 11; Stunden unter Rückfluß
erhitzt. Nach Ablauf dieser Zeit wird das Methanol durch Destillation entfernt.
und man gibt 40 ml Wasser hinzu. Die Lösung wird dann gegen Kongorot mit konzentrierter
Schwefelsäure angesäuert. mit Wasser gewaschen und getrocknet. um 3-Phenvlindol-(2)-calbonsäure
zu ergeben.
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B. 9.45 g (0.04 Mol) 3-Phenylindol-(2)-carbonsäure werden mit 25
ml Thionylchlorid in 50 ml wasserfreiem Äther versetzt. Die Lösung wird 40 Minuten
bei Zimmertemperatur stehengelassen und die erhaltene Lösung dann unterhalb 35-C
eingedampft Das so erhaltene restliche Dl wird mit 50 ml Benzol
versetzt und die
Mischung wieder unterhalb 35-C eingedampft. Eine weitere Benzolmenge von 50ml wird
dann zugegeben und die Eindampfung wiederholt. das restliche Öl unter Vakuum gehalten.
um alle Spuren an Thionylchlorid zu entfernen.
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8 g dieses Öls, 3-Phenylindol-(2)-carbonylchlorid, werden in 100
ml trockenem Aceton aufgelöst. Diese Lösung wird langsam unter Rühren zu 8.6 g 6-Aminopenicillansäure
in 280 ml 3%iger wäßriger Natriumbicarbonatlösung und 240 ml Aceton gegeben. Die
Reaktionsmischung wird 1]/2 Stunden lang auf 25°C gehalten und dann zweimal mit
Äther extrahiert. Die restliche wäßrige Lösung wird mit 80 ml Butylacetat versetzt
und die Mischung dann auf pH 2.0 mit 6 n-Schwefelsäure eingestellt. Die Schichten
werden getrennt. die wäßrige Schicht wird mit 30 ml Butylacetat extrahiert. und
die organische Schicht wird mit diesen Butylacetatextrakten vereinigt, die vereinigte
organische Lösung dann wiederum mit einer wäßrigen Lösung gewaschen, die auf pH
3 eingestellt worden ist. Die organische Lösung wird dann über Magnesiumsulfat entwässert
und filtriert. Das Filtrat wird mit 19.2 ml einer 30%igen Isopropanollösung von
Kalium-2-äthylhexanoat versetzt Ein Raumteil Ather wird dann unter Rühren zugegeben.
und die sich bildenden Kristalle werden nach Abkühlung durch Filtration gesammelt.
mit Äther Butylacetat (1: J). dann mit Äther gewaschen und schließlich getrocknet
um 3-Phenylindolyl-(2)-penicillin-Kalium zu ergeben.
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Zersetzungspunkt über 200 C. Ausbeute 50% der Theorie. Die freie Säure
erhält man durch Behandlung mit Salzsäure bei 0-C wie vorher beschrieben.
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Auf ähnliche Weise erhält man bei Verwendung derselben Menge 7-Phenylindol-(3
)-carbon säure an Stelle der 3-Phenyl indol-(2 )-carbonsäure bei dem Verfa-hrensgang
des Teiles B dieses Beispiels 2-Phenylindolyl - (3) - penicillin. Zersetzungspunkt
etwa 200 C. Ausbeute 50% der Theorie.
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Beispiel 3 Setzt man 9.45 g Phenylbenzofuran-(2)-carbonsäure an Stelle
der 3-Phenylthianaphthen-(2)-carbonsäure bei dem Verfahrensgang des Beispiels 1
ein. so erhält man 3-Phenylbenzofuryl-(2)-penicillin-Kalium.
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Fp. = 188 bis 195°C (unter Zersetzung), Ausbeute 710;o der Theorie.
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Auf ähnliche Weise erhält man gemäß diesen Verfahrensgängen aus 2-Phenylbenzofuran-(
3 )-carbonsäure 2-Phenylbenzofuryl-(3)-penicilin-Natrium.
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Fp. um 180 C, Ausbeute 64°/o der Theorie.