DE1445835B2

DE1445835B2 - Verfahren zur herstellung von cephalosporinderivaten

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Publication number: DE1445835B2
Application number: DE1964G0041087
Authority: DE
Original assignee: Glaxo Laboratories Ltd
Current assignee: Glaxo Laboratories Ltd
Priority date: 1963-07-15
Filing date: 1964-07-14
Publication date: 1976-04-22
Also published as: GB1101424A; US3261832A; GB1101423A; FR4315M; NO128157B; BR6460800D0; NL130098C; IL21640A; DE1445835A1; CH469022A; DK120544C; SE335532B; NL6408066A; BE650445A; CS166185B2; BE650444A; FR1455030A; DK124334B; CH469739A; DK120544B

Description

SO₇-S

R₁-NH

CH₃-N

'5

worin R₁ ein Wasserstoffatom oder die D-5-Amino-5-carboxypentanoylgruppe oder eine Gruppe der allgemeinen Formel R'(CH₂),„CO—, wobei R' einen Phenylrest, einen Cycloalkylrest oder eine 5- oder 6gliedrige monocyclische heterocyclische Gruppe mit Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel als Heteroatom bedeutet und m eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellt oder eine Gruppe der allgemeinen Formel C_nH_2n+1CO—, die gegebenenfalls durch ein Sauerstoff- oder Schwefelatom unterbrochen ist, wobei die Alkylgruppe der allgemeinen Formel C₁₁H_2n+1 gerad- oder verzweigtkettig sein kann und η eine ganze Zahl von 2 bis 7 darstellt, oder eine Gruppe der allgemeinen Formel R'0CR"R"'—CO-, wobei R' die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt oder eine Alkylgruppe darstellt und R" und R'", die gleich oder unterschiedlich sein können, Wasserstoffatome oder Alkyl- oder Arylgruppen darstellen, bedeutet, und R₅ Alkyl-, N-Mono- oder Ν,Ν-Dialkylcarbamoyl-, Alkoxycarbonyl-, Hydroxyalkyl-, N-Hydroxyalkylcarbamoyl- oder Carbamoylalkyl-Gruppen mit jeweils 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, oder die Carbamoylgruppe, und ρ die Zahl O, 1, 2 oder 3 bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der allgemeinen Fcrmel

R₁-NH-

CO₂X

50

worin X ein Kation und die Gruppe der allgemeinen Formel —S—Y den Rest eines Thiosulfats oder den Rest einer Verbindung der allgemeinen Formel RSH bedeutet, worin R eine Gruppe der Formel

N-

die durch die Methylgruppe in 4-Stellung mono- oder in 4- und 6-Stellung disubstituiert sein kann, oder eine Gruppe der allgemeinen Formel R .,CO— bedeutet, worin R, eine n-Propylgruppe, eine Phenylgruppe, eine durch eine Methoxygruppe in 2- oder 4-Stellung oder eine Cyanogruppe in 4-Stellung substituierte Phenylgruppe, oder eine Gruppe der allgemeinen Formel

-(CH₂)..

bedeutet, worin R₄ eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen kondensierten Benzolring bedeutet, Q ein Sauerstoff- oder Schwefelatom, χ die Zahl O, 1 oder 2 und ζ die Zahl O oder 1 ist, mit einem Pyridinderivat der allgemeinen Formel

(Vl)

und 2 bis 5 Äquivalenten QuecksilberOIJ-acetat, -nitrat, -perchlorat, -trifluoracetat, -sulfat, -chlorid, -thiocyanat oder -tetrafluoroborat; Silbernitrat, -acetat, -perchlorat oder -tetrafluoroborat oder Natriumtetrachloroaurat, bezogen auf eine Verbindung der allgemeinen Formel V, in Wasser oder in einem nichtwäßrigen Lösungsmittel umgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung mit dem Pyridinreagens bei einer Temperatur von 20 bis 100^cC durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen verwendet werden, in denen R₁ eine Thienyl-2-acetylgruppe bedeutet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Metallsalz und Pyridinreagens in Form eines vorgebildeten Komplexes verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmedium ein flüssiges Pyridinreagens verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Pyridinreagens Pyridin verwendet wird.

Cephalosporin C der Formel

HOOC-CH — (CH₂J₃- CO NH₂

CH₉OAc

CO₂H

wurde bereits in die 7-Amino-cephalosporansäure (7-ACA) überführt, und das erhaltene A mi η wurde ίο mit verschiedenen Acyliermitteln unter Bildung von 7-Acylamido-Analogen des Cephalosporin C mit verbesserter oder modifizierter Aktivität acyliert. Beispielsweise besitzt die durch Umsetzung von 7-ACA mit einem Phenylacetylhalogenid erhaltene 7-Phenylacetamido - cephalosporansäure (7-PAC) eine weit größere Aktivität gegen bestimmte Organismen, als dies bei Cephalosporin C der Fall ist. Die Aktivität dieser Analogen des Cephalosporin C kann weiterhin durch Umsetzung mit einem nucleophilen Mittel modifiziert werden, durch welches die Acetatgruppe an der außerhalb des Ringes stehenden Methylengruppe ersetzt wird. Verbindungen dieser Art lassen sich durch folgende allgemeine Formel wiedergeben:

R₁-NH-

-Nv/
CO₂H

CH,

(H)

Q₁H₅CH₂CO -NH

CH₇-N

erheblich vermindern kann. Versuche, den schwefelhaltigen nucleophilen Rest in diesen Verbindungen durch ein nucleophiles Mittel vom Pyridin-Typ zu ersetzen, brachten wenig Erfolg.

Es wurde nun gefunden, daß dieses Ersetzen durch Verwendung bestimmter Metallsalze erleichtert wird. Die erhältlichen Pyridinium- oder substituierten Pyridiniumderivate des Cephalosporins lassen sich dann in besseren Ausbeuten erhalten, als sie durch direkte Umsetzung erhalten werden.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von Cephalosporinderivaten der allgemeinen Formel

R₁-NH

worin R₁ eine Acylgruppe und Z den Rest des nucleophilen Mittels bedeutet.

Beispielsweise kann Z die Pyridingruppe sein und R₁ die Phenylacetylgruppe, d. h. die Verbindung der folgenden Formel

(111)

Diese Verbindung wird beispielsweise durch Umsetzung von Pyridin mit 7-PAC in einem wäßrigen Medium erhalten.

Z kann auch den Rest eines nucleophilen Mittels darstellen, wie sie in der belgischen Patentschrift 6 17 687 beschrieben sind, in der die Verwendung verschiedener nucleophiler Mittel mit schwefelhaltigen Gruppen behandelt ist.

Verbindungen der allgemeinen Formel II, worin Z der Pyridiniumrest oder ein substituierter Pyridiniumrest ist, besitzen interessante antibiotische Aktivitäten, jedoch Führen die bekannten Verfahren für deren Herstellung nur zu niedrigen Ausbeuten an dem gewünschten Endprodukt. So führte die Umsetzung von 7-PAC mit Pyridin in wäßrigen Medien gemäß dem Verfahren nach Haie, Newton und Abraham, Biochem. J., 1961, Bd. 79, S. 403 nur zu Ausbeuten von etwa 22%.

Andererseits kann die Umsetzung von 7-Acylamido-cephalosporansäuren mit schwefelhaltigen nucleophilen Mitteln zu höheren Ausbeuten führen, jedoch besitzen die erhaltenen Verbindungen den Nachteil einer geringeren Löslichkeit in Wasser, was deren Bedeutung als Antibiotika für praktische Zwecke

40 (IV)

worin R₁ ein Wasserstoffatom oder die o-5-Amino-5-carboxypentanoylgruppe oder eine Gruppe der allgemeinen Formel R'(CH₂),„C0—, wobei R' einen Phenylrest, einen Cycloalkylrest oder eine 5- oder 6gliedrige monocyclische heterocyclische Gruppe mit Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel als Heteroatom bedeutet und m eine ganze Zahl von Γ bis 4 darstellt, oder eine Gruppe der allgemeinen Formel

C_nH_2n+1CO-

die gegebenenfalls durch ein Sauerstoff- oder Schwefelatom unterbrochen ist, wobei die Alkylgruppe der allgemeinen Formel C_nH_2n+1 gerad- oder verzweigtkettig sein kann und η eine ganze Zahl von 2 bis 7 darstellt, oder eine Gruppe der allgemeinen Formel R'0CR"R'"—CO-, wobei R' die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt oder eine Alkylgruppe darstellt und R" und R'", die gleich oder unterschiedlich sein können, Wasserstoffatome oder Alkyl- oder Arylgruppert darstellen, bedeutet, und R₅ Alkyl-, N-Mono- oder HN-Di-alkyl-carbamoyl-, Alkoxycarbonyl-, Hydroxyalkyl-, N-Hydroxyalkyl-carbamoyl- oder Carbamoylalkyl-Gruppen mit jeweils 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, oder die Carbamoylgruppe und ρ die Zahl O, 1, 2 oder 3 bedeutet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Verbindung der allgemeinen Formel °

R₁-NH

c .V

O I

CO₂X

worin X ein Kation und die Gruppe der allgemeinen Formel —S—Y den Rest eines Thiosulfate oder den Rest einer Verbindung der allgemeinen Formel RSH

bedeutet, worin R eine Gruppe der Formel

N=

die durch die Methylgruppe in 4-Stellung mono- oder in 4- und 6-Stellung disubstituiert sein kann, oder eine Gruppe der Formel

Q₁H₅-CS-

- SO₂- S

• 5

oder eine Gruppe der allgemeinen Formel R₃CO— bedeutet, worin R₃ eine n-Propylgruppe, eine Phenylgruppe, eine durch eine Methoxygruppe in 2- oder 4-Stellung oder eine Cyanogruppe in 4-Stellung substituierte Phenylgruppe, oder eine Gruppe der allgemeinen Formel

-(CH₂),-1- -(-(R₄).

Hingen besitzen, mit einem entsprechenden schwefelhaltigen nucleophilen Mittel (YSH oder einem Salz davon) oder aus einem entsprechend substituierten Cephalosporin-Vorläufer, beispielsweise unter Verwendung des Verfahrens gemäß der belgischen Palentschrift 6 21 452, hergestellt werden.

Schwefelhaltige, nucleophile Mittel, z. B. Thiosulfate, wie sie verwendet werden können, sind in der belgischen Patentschrift 6 17 687 beschrieben. Von diesen wurden besonders gute Ergebnisse bei Verwendung von 2-Mercapto-pyrimidin, 2-Mercapto-4-methylpyrimidin und Alkalithiosulfaten erzielt. In der belgischen Patentschrift 6 37 547 sind beispielsweise die verwendbaren Verbindungen der allgemeinen Formel R₃COSH beschrieben. .

Besonders gute Ergebnisse wurden mit den nucleophilen Mitteln Thiobenzoesäure und deren Alkalisalzen, beispielsweise Natriumthiobenzoat, mil den Verbindungen der allgemeinen Formel

HS · CO-J-

worin die HS—CO-Gruppe in der «-, /;- oder --Stellung, jedoch vorzugsweise in der «- oder ^-Stellung gebunden ist, sowie den Alkalisalzen davon, z. B. Thiopicolinsäure und Nalriumlhiopicolinat und mit den Verbindungen der allgemeinen Formel

bedeutet, worin R₄ eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen kondensierten Benzolring bedeutet, Q ein Sauerstoff- oder Schwefelatom, χ die Zahl O, 1 oder 2 und ζ die Zahl O oder I ist, mit einem Pyridinderivat der allgemeinen Formel

\=X

(VI)

40

und 2 bis 5 Äquivalenten Quecksilber(II)-acetat, -nitrat, -perchlorat, -trifluoracetat, -sulfat, -chlorid, -thiocyanat oder -tetrafluoroborat; Silbernitrat, -acetat, -perchloratoder -tetrafluoroborat oder Natriumtetrachloroaurat, bezogen auf eine Verbindung der allgemeinen Formel V, in Wasser oder in einem nichtwäßrigen Lösungsmittel umgesetzt wird.

Das Kation X kann ein Proton, ein Alkalimetallion, der Ammoniumrest oder ein quaternärer Ammo.niumrest sein. .

Es ist zu bemerken, daß die Gruppe R₁ für das erfindungsgemäße Verfahren relativ unwichtig ist, da die Umsetzung an der außerhalb des Ringes stehenden Methylengruppe stattfindet.

Die Ausgangsverbindung der allgemeinen Formel V kann durch Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel

R₁-NH

CH₇OAc

COOX
worin R₁ und X die vorstehend angegebenen Bedeu

55

HS -CO(CH₂),,,-^ -J-(R

^SQ'

und deren Alkalisalzen, beispielsweise 2-Thiolcarboxymethyllhiophen und dessen Natriumsalz erhalten. Es wurde gefunden, daß diese nucleophilen Mittel hohe Ausbeuten der Verbindungen entsprechend der allgemeinen Formel V erbringen.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel V können auch nach den in den belgischen Patentschriften 6 17687 und 6 37 547 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.

Beispiele für Gruppen der allgemeinen Formel R'(CH₂),„C0— sind Phenylacetyl-, Phenylpropionyl-, Cyclopentylacetyl-, Thienyl-2-acetyl-, Thienyl-3-acetyl- und Cyclohexylacetylgruppen. :

: Beispiele für Gruppen der allgemeinen Formel C_nH_2n+1CO sindHexanoyl-, Heptanoyl-, Octanoyl- und Butylthioacetylgruppen.

Ein Beispiel Tür eine Gruppe der allgemeinen Formel R'OCR"R'" — CO- ist die Phenoxyacetylgruppe.

Im allgemeinen wird.es bevorzugt, den Rest R₁ aus den Acylgruppen der allgemeinen Formel

; R'(CH₂),„CO- . .

zu wählen. . . . .

Das beim erfindungsgemäßen Verfahren gewählte Pyridin-Reagens hängt von der Art des gewünschten Endproduktes ab, z.B.. kann das Pyridin-Reagens aus Pyridin selbst bestehen, oder es kann eines der vorstehenden Derivate sein, wobei die Alkylgruppen vorzugsweise 1 bis 2 Kohlenstoffatome enthalten und

j das Pyridinmolekül mil zwei oder mehr unterschiedliehen Arten der Gruppen R₅ substituiert sein kann. j Unter den beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Salzen wird die Verwendung von Quecksilber(lI)-Salzen (Hg⁺⁺) besonders bevorzugt. Die Wirksamkeit der Umsetzung hängt auch von der Art des Anions des Salzes, der Art der Kationen, die es in wäßriger Lösung ergibt, und von der Löslichkeit des Salzes in Wasser ab.

Die Anionen der genannten Salze sollten praktisch gegenüber der Verbindung V und insbesondere gegenüber der Gruppierung —S—Y unter den Reaktionsbedingungen nichtoxydierend sein, und es sollten vorzugsweise Anionen einer starken Säure, d. h. einer Säure mit einem pKa-Wert in wäßriger Lösung von weniger als 2 sein, um die Ausbildung der gewünschten Kationen zu erleichtern.

Nucleophile Eigenschaften des Anions können mit denjenigen des gewählten nucleophilen Mittels in Konkurrenz treten; deshalb ist es wünschenswert, daß das Anion eine nucleophile Konstante besitzt, die kleiner ist als diejenige des Acetations für übliche nucleophile Ein-Stufen-Ersetzung in wäßrigen Medien an einem tetraedrischen Kohlenstoffzentrum (s. zum Beispiel H ine, »Physical Organic Chemistry«, McGraw-Hill, 1962, S. 159 bis 161). Quecksilber(II)-Salze mit Anionen mit einer nucleophilen Konstante, die niedriger ist als das Acetat, beschleunigen im allgemeinen rasch die Umsetzungen der gewünschten Art. Die Löslichkeit des Salzes in Wasser ist ebenfalls ein wichtiger Faktor: Quecksilber(II)-sulfat gibt Anionen in Wasser mit einer nucleophilen Konstanten, die geringfügig niedriger ist als diejenige des Acetates, ist jedoch in Wasser- weniger löslich als Quecksilber(II)racetat, und es wurde gefunden, daß es als Promotor beim Ersetzen des Thiobenzoylrestes unterlegen ist. Quecksilber(II)- und Silbersalze mit den vorstehend angegebenen Eigenschaften sind z. B. die Perchlorate und Nitrate.

Da die Pyridin-Reagenzien mit den Metallsalzen unter Bildung gut ausgebildeter Komplexe reagieren, können diese Komplexe an Stelle der einzelnen Metallsalze verwendet werden. Beispielsweise setzen sich Pyridin und Quecksilber(II)-perchlorat in Was- ! ser unter Bildung einer Verbindung um, die wahrscheinlich folgende Struktur hat:

Die Verwendung derartiger Komplexe kann gegenüber der Verwendung der einfachen Metallsalze dann vorteilhaft sein, wenn die letzteren dazu neigen, sich in wäßriger Lösung zu zersetzen, da es dadurch ermöglicht wird, die Konzentration des Metallions genau zu regeln.

Reaktionsbedingungen

I. Wäßrig

Im allgemeinen, wird Wasser;,als das Reaktionsmedium bevorzugt, obwohl das Wasser auch in die Reaktion eintreten kann und als nucleophiles Mittel mit dem Pyridin-Reagens in Konkurrenz treten kann. Obwohl die Umsetzung unter nichtwäßrigen Bedingungen mit beachtlichem Erfolg ausgeführt werden kann, scheinen die besten Gesamtausbeuten, wenn andere Faktoren nicht verändert werden, erzielt zu werden, wenn Wasser als Reaktionsmedium verwendet wird, vermutlich deswegen, weil dies die Bildung der gewünschten Metallsalzkationen erleichtert, welche wiederum wesentlich für den Erfolg der Umsetzung zu sein scheinen. Das Wasser kann zu den anderen Reaktionsteilnehmern entweder als wäßrige Lösung des Pyridin-Reagens oder des Metallsalzes zugegeben werden. Falls das Pyridin-Reagens in Wasser wenig löslich ist, können mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel verwendet werden, um die Löslichkeit zu verbessern. Vorzugsweise wird die Umsetzung bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 100° C ausgeführt, wobei der Bereich von 35 bis 7O⁰C besonders wirksam ist. Die Umsetzung kann im allgemeinen in kürzerer Zeit ausgeführt werden, als es bei der direkten Ersetzung der Acetatgruppe möglich ist. Dies vermindert die schädliche Wirkung des Pyridin-Reagens auf das gewünschte Produkt.

Der Verlauf der Umsetzung läßt sich durch Papierelektrophorese verfolgen. Die Verbindungen der allgemeinen Formel IV sind normalerweise Betaine. Jedoch verhalten sie sich während der Protonierung bei pH 1,9 als schwache Basen, so daß sie aus den Rohgemischen durch Papierelektrophorese abgetrennt werden können. Die Fraktionen lassen sich als dunkle Flecken feststellen, wenn das Papier unter Ultraviolettlicht betrachtet wird; die Zone kann dann ausgeschnitten werden, mit Wasser ausgespült und die Menge des Betains durch die Ultraviolettabsorption der wäßrigen Lösung bestimmt werden. Falls beispielsweise der Rest R₁ in der allgemeinen Formel IV eine Thienylacetylgruppe darstellt, dann gibt das Verhältnis der optischen Dichte bei 240 ηΐμ zu derjenigen bei 255 ΐημ ein Maß für die Reinheit der Fraktion an: bei diesem speziellen Betain sollte das Verhältnis 1,09:1 sein, und der. Wert für Ej* sollte 384 bei 240 mμ und 351 bei 255 π\μ betragen.

Nach beendeter Umsetzung enthält das Produkt ein Salz des Restes der Gruppierung —S—Y, das abfiltriert werden kann. Eventuell übriggebliebene Metallionen können durch Ausfallen beispielsweise in Form ihrer Sulfide mittels H₂S, entfernt werden. Die gewünschten Endprodukte sind in Wasser lös-Hch und können von sauren Verunreinigungen durch Durchleiten durch ein Anionenaustauschharz befreit werden. Die wäßrigen Eluate können dann durch Gefriertrocknung konzentriert werden, und der Rückstand kann durch Umkristallisieren gereinigt werden.

II. Nichtwäßrig

Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Quecksilber- oder Silbersalze oder das Natriumtetrachloroaurat für den Erfolg der Umsetzung notwendig sind, und ebenso auf Grund der Tatsache, daß diese Salze ionisch zu wirken scheinen, war es überraschend, aufzufinden, daß die Umsetzung in praktisch nichtwäßrigen organischen Medien ebenfalls durchgeführt werden kann, ganz gleich, welchen Grad von Polaritat das organische Medium hat. Die Reaktionsbedingungen und Reagenzien sind ansonsten im allgemeinen so, wie sie vorstehend beschrieben wurden. Jedoch kann die Umsetzung bei irgendeiner Temperatur bis hinauf zum Siedepunkt des Reaktionsgemisches ausgeführt werden, soweit dies natürlich mit der Stabilität der Reagenzien verträglich ist. Auch der Verlauf der Umsetzung kann elektrophoretisch, wie vorstehend beschrieben, verfolgt werden.

609 517/474

Zu den verwendbaren Medien gehören z. B. Säurcnilrile niedriger Alkansäiiren, z. B. Acetonitril oder Propionitril, halogenierte Kohlenwasserstoffe, z. B. Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Äthylendichlorid oder Perchloräthylen, niedere Nitroalkane, z. B. Nitromethan, aromatische Nitroverbindungen, z. B. Nitrobenzol, cyclische Äther, z. B. Dioxan oder Tetrahydrofuran, Amide der allgemeinen Formel R_(> · CO · NR₇ · R₈, worin R,, ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und R₇ und R₈, die gleich oder unterschiedlich sein können, Wasserstoffatome oder Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten, oder worin andererseits R₇ und R₈ eine zweiwertige aliphatische Gruppe bilden können, welche mit dem benachbarten Stickstoffatom einen heterocyclischen Ring bilden. Beispiele für Amide dieser Art sind N,N - Dimethylformamid, N,N - Diäthylformamid, Ν,Ν-Dimethylacetamid, Formamid und N-Methylformamid. Andere Lösungsmittel, die verwendet werden können, sind z. B. N-Niedrig-alkyl-pyrrolidone, beispielsweise N-Methylpyrrolidon und Di-niedrigalkyl-sulfoxyde, beispielsweise Dimethylsulfoxyd, obwohl das letztere explosive Gemische mit Quecksilberperchlorat bildet.

Pyridin-Reagenzien können als solche als Reaktionsmedium verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie bei der Reaktionstemperatur flüssig sind.

Es ist nicht erforderlich, daß das Reaktionsmedium bei Raumtemperatur flüssig ist. Feststoffe, z. B. Acetamid, können verwendet werden, sofern sie bei der Reaktionstemperatur flüssig sind. =

Komplexe von Pyridin-Reagenzien und Metallsalzen können mit Vorteil in nichtwäßrigen Medien auf Grund ihrer im allgemeinen darin verbesserten Löslichkeit verwendet werden.

In der Praxis kann die Verbindung V in dem gewählten Medium, das das Pyridin-Reagens, vorzugsweise im Überschuß, für die Reaktion enthält, gelöst oder suspendiert werden, wobei ein Gemisch im Verhältnis I : 1 von Pyridin-Reagens und dem gewählten Medium im allgemeinen zufriedenstellend ist. Ein Salz, beispielsweise Quecksilber(II)-perchlorat, wird zugegeben; zwei Molekularäquivalente davon gegenüber einem der Verbindung V sind ausreichend.

Die Reaktion kann bei etwa 50 C ausgeführt weiden.

Bei dem vorstehend angegebenen Verhältnis von

2: 1 fällt die Hauplmenge des Quecksilbers aus, und

weitere Stufen, z. B. Einleiten von Schwefelwasser-

stoff, zu seiner Entfernung lassen sich vermeiden. Das Pyridiniumderivat kann in ziemlich reinem Zustand mit Wasser extrahiert werden, und das überschüssige Pyridin-Reagens wird durch Rückextraktion, z. B. mit Methylendichlorid, entfernt. Ionische Verun-

reinigungen können aus der wäßrigen Phase mit geeigneten Austauschern entfernt werden; nach der Verdampfung hinterbleibt dann das Betain als Rückstand, oder es kann auch als Salz durch Zugabe einer Säure, z. B. Salpetersäure oder Perchlorsäure,

ausgefällt werden.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. In den Beispielen sind die Verbindungen unter Bezugnahme auf die Substanz Cepham beschrieben, d. h. nach folgender Formel

20 O

Präparate 1 bis 10

Herstellung von Thiosäuren und ihren Natriumsalzen Methode A

Aus den Säurechloriden nach den angegebenen Verfahren für Thiobenzoesäure (Organic Synthesis, 1952, 32, 101), für Thioanisinsäure (Block und Bergmann, Berichte, 1920, 53, 975), für 2-Thiofuransäure (Pat ton, J. Am. Chem. Soc, 1949, 71, 3571), für Thionicotinsäure (Böhm und Michaloki, Roczniki Chem, 1954, 28, 501).

40 Methode B

Aus dem gemischten Anhydrid mit Chlorameisensäureäthylester wie durch C r ο η y η und J ü i (J. Am. Chem. Soc, 1952, 74, 4726) beschrieben.

Die Eigenschaften der Thiosäuren oder deren Salze sind nachfolgend in Tabelle I zusammengefaßt.

Tabelle I

Ver- Formel	Ver	Schmelz- /.„„_IX t-	(mu.)	Gefunden
bin	fahren	punkt
dung			CHN
Nr.

Empirische Formel Berechnet
S CH N S

1 P-CH₁O · C₁₁H₄COSNa A —

2 p-CN · C₀H₄COSH A

3 p-CN — C„H₄COSNa A

4 o-CH.,0 ■ C₁₁H₄COSNa A

50.5 3,7 - 16.9
58.9 3,1 8,6 19.7

9,930 50,4 3,9 — 16,4 C₈H₇O₂SNa

293 11,500

— 245 17,200 59,2 3.2 8,9 19.1 C₈H₅NOS

290-291 6.460 17.350 47.2 2,3 7.3 16.3 C₈H₄NOSNa · H₂O 47,3 3.0 6,9 15.8

290 6,750

174-175 259 6,350 49.4 4.0 — 16.3 C₈H₇NaO₂S-1/4H₂O 49.4 3,9 — 16.5

130-131 263-264 6.180 51.8 3,9 10.4 22.9 C₁₁H₅NOS 311-313 4.000

51.8 3.6 10.1 23,0

Fortsetzung

[ Vor- Formel

j biti-

j cliinu

ί Nr.

Vor- Schmelz- /.,„,„
fahren piinkl

(m v. I

Gefunden Empirische l'ornicl Berechnet

CHNS CHNS

;.—COSNa

COSNa

9.750 34.5 2.3 34,5 C₅HjOS₂Na-1/2H₂O 34,3 2,3 ■-■ 36,6

308 8.300

260-261 8.080 38.3 2.8 -· 18,1 C₅HjO₂SNa-1/2 H₂O 37,7 2,5 - 20,1

300 11.600

8 ![ A_n^-COSH B 162 239-240 31.600 53.0 4.0 7,8 16,4 C₁₀H₇NOS

![ A_n^

63,4 3,7 7,4 16,9

281-282 7.100

IO

CH,COSNa A

239 14.200 C₁H-OS₂Na

COSH B . 160 271-273 5.000 51,8 3.7 9,8 22,6 C₁₁H₅NOS

305 inf 3,060 51,8 3,6 10,1 23,0

Verbindung 11

3-Picolinoylthiomethyl-7-(2'-thienylacetamido)-ceph-3-em-4-carbonsäure

a) 13,9 g Thiopicolinsäure (100 mMol) wurden in 250 ml Wasser gelöst, das 8,4 g Natriumbicarbonat (100 mMol) enthielt, und die erhaltene Lösung wurde zu 20,9 g Natrium-7-2'-thienylacetamidocephalosporanat in 250 ml Wasser zugegeben. Die Lösung wurde während 29 Stunden unter Stickstoff auf 50⁰C erwärmt. Das Gemisch wurde dann abgekühlt und der ziemlich weiße Feststoff abfiltriert und getrocknet, wobei sich 11,6 g rohes Natriumsalz ergaben (46,7%). Dieses Produkt wurde in einem Gemisch aus 290 ml Aceton und 290 ml Wasser mit 500 ml Essigsäureäthylester geschüttelt und mit 2n-Salzsäure (12,5 ml) angesäuert. Die wäßrige Schicht (pH etwa 2) wurde mit 2mal 250 ml Essigsäureäthylester erneut extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden aufeinanderfolgend mit 250 ml 10%igem Natriumchlorid und 2mal 250 ml Wasser gewaschen und über Na₂SO₄ getrocknet. Nach Eindampfen auf etwa 50 ml ergab sich ein weißer, kristalliner Feststoff (10,44 g, 43, 9%), [α] ff = 78,6° (c = 0,85 in Dioxan), k_max (H₂O) 274 bis 276 πΐμ (f 17,500) und 232 πΐμ (21,700).

Analyse für C₂₀H₁₇N₃O₅S₃:

Berechnet ... C 50,5, H !#%;
gefunden .... C 50,8, H 3,65%.

Dieses Material ergab zufriedenstellende Infrarot- und magnetische Protonenresonanzspektren, und es zeigte nur einen Flecken, wenn es papierchromatographiert wurde mit dem System Äthylacetat/n-Butanol/0,1 m-Natriumacetat (pH 5,0) (8:1:8), und zwar auf einem mit 0,1 m-Natriumacetat vom pH 5,0 gepufferten Papier mit mittlerer Fließgeschwindigkeit.

Ausbeuten von 59 bis 63% wurden erhalten, wenn die Umsetzung bei einem niedrigeren pH-Wert, beispielsweise 4,5 bis 5, ausgeführt wurde. Bei diesen

Versuchen wurde Phosphorsäure langsam zu dem

Reaktionsgemisch, welches Dinatriumhydrogenphos-

phat enthielt, zugegeben, bis der gewünschte pH-Wert

erreicht war.

Noch höhere Ausbeuten lassen sich erreichen, wenn

man bei höherer Temperatur und während einer kürzeren Zeit als vorstehend arbeitet und ebenfalls, wenn man bei einem pH-Wert von 3,6 bis 4,6 arbeitet, da dies der natürliche pH-Wert ist, der erhalten wird, wenn eine Lösung von Thiopicolinsäure mit Natrium-

7-(2'-thienylacetamido)-cephalosporanat verwendet

wird. Dies wird im nachfolgenden Präparat gezeigt.

b) 6,8 g Thiopicolinsäure wurden in 150 ml Wasser

bei 75°C unter Rühren gelöst. 9,93 g Natrium-

T-(T- thienylacetamido) - cephalosporanat wurden

zugegeben, und das Gemisch (pH = 3,6) wurde bei 75° C 2 Stunden lang gerührt. Die dicke Suspension (pH = 4,6) wurde abgekühlt, bei 5° C 1 Stunde lang gerührt und dann filtriert. Der feuchte Feststoff wurde in einem Gemisch aus 24O"ml Aceton und 80 ml

Wasser bei 40° C gelöst, und dann wurden 8,5 ml konzentrierte Salzsäure zugefügt.

400 ml Wasser wurden dann langsam zugefügt und das Gemisch auf 5° C abgekühlt, 2 Stunden gerührt und filtriert. Der Filterkuchen wti'rde mit 25 ml Wasser gewaschen und bei 40° C über Nacht unter Vakuum getrocknet. Die Ausbeute an 3-Picolinoylthiomethyl-7-(2'-thienylacetamido)-ceph-3-em- 4-carbonsäure betrug 83,5% der Theorie (9,42 g), O]₀ = 79,8° (c = 0,8 in Dioxan).

Die Werte für die Verbindung 11 a und für weitere Verbindungen entsprechend Formel V (R₁ = Thienyl-2-acetyl), die in gleicher Weise hergestellt wurden, sind in den Tabellen Ha und Hb zusammengefaßt.

13

Tabelle Ua

Vcr- Rest S-Y = (Formel V) Rest X Temp. Zeil Isolic- [.<]■■*) '.„,„.,**I .·**) A_11111x*

biiidiiny = (Formel V) ruiiy

Nr. I Cl (Sld.l (ITW) (itw)

11a — SCO—<

50 29 Λ. B -79 274—276 17.500 232 21.700

12 —SCO—

50 32 A -114 289 26.100 239 16.200

13 -SCO-

37 140 Λ -147 276—277 20.600 243—244 30.600

OCH.,

14 — S — CO-

50 30 A -48 271—273 13.600 238—239 19.000

15 -SCO-

50 26 A -150 295—297 16.700 241—243 17.500

16 —SCO

50 26 A -103 292 22.700 232—238 15.600

17 -SCO-

50 29 A -22.5 269—274 16.700 243—244 51,200

18 -SCOCH₂

Η₃Ν-_χ _/χ

50 31 C

263(Sh) 12,900 236 24,100

19 -SCS

Na H

20 .·—SSO₂-/ .S-CH₃-- H

50 21,5 A -274" 298—301 16,600 229—232 19,400

-333" 296—302 15,300 229—232 18,700

52 23 D -18" 270 11,700 227—228 20,200

21 —

22 —<

S -CO · (CH^)₂CH₃

CH₃

50 16 B +3° 260—263 10,500 236—237 16,000

100 25 Min. E

266(Sh) 18,400 240 22,400

23 —

CH₃ CH,

M=/

100 25Min. E -72'' 262 (Sh) 18,100 240—241 21,200

100 25Min. E -114" 260(Sh) 17,800 241—242 21,600

25 -SCO-

-N

50 29 A, B -87" 273 17,800 231 21,000

60 15,5 A -82' 273—274 16,400 —

Tabelle I	I b	H	N	S	Formel	Berechnet	H	N	S
Ver-		3.8					3,6
binduni!	Gefunden')	4.85	4,9	17,1		C	5,0	5,0	17,0
Nr.					C₂₀H₁₇NjO₅S.,	50,5
lla	C	3,6	8.2	19.3	C₂₂H₂₀N₂O₁₁S., · C₁H₇OH	53.2	3,4	8,4	19,3
12	51.45	4.1	5.8	18,7	(krist. aus Propanol)		4,0	5,55	19,1
	53,6	3.7	5.7	26,0	C₂₂H₁₇N₃O₅S₃	52,9	3,4	5,8	26,7
13		3,9	5.7	20,0	C₂₂H₂₀N₂O₁₁Sj	52,4	3,5	6,0	20,7
14	53.7	3,9	7,8	18,0	C₁₉H₁₁₁N₂O₅S₄	47,5	3,6	8,0	18,3
15	51,9	5,4	6.8	21,0	C₁₉H₁₁₁N₂O₁₁S₃	49,1	5,3	7,1	21,6
16	47,75	3,6	5,7	27.8	C₂₄H₁₉N₃O₅S.,	54,9	3,3	5,5	25,0
17	48,8	3,9	5,75	23,5	C₂₁₁H₃₁N₃O₅S₄	52,6	3,9	5,3	24,0
18	55,7	—	—	—	C₂₁H₁₇N₂O₄S₄Na	49,2	—	—	—
19	52,4	4,3	11,9	20,7	C₂₁H₂₀N₂O₁₁S₄-V₂H₂O	47,3	3,9	12,1	20,8
20	48,1	4,5	12,0	19,8	—	—	4,3	11,5	19,8
21	47,2	3,9	11,5	20,1	C₁₉H₁₈N₄S₃O₄	49,4	3,9	11,4	19,5
22					C₂₀H₂₀N₄S₃O₄-¹Z₂H₂O	49,5
23	49,6	3,6	8,5	19,7	C₁₈H₁₁₁N₄S₃O₄-V₂C₄H₀O₂	48,9	3,9	8,5	19,4
24	49,3	3,8	8,6	19,7	(krist. aus wäßrigem Dioxan)		3,6	8,8	20,2
	49,6				C₂₀H₁₇N₃O₅S₃-V₃C₃H₁₁O)**	51,0
25 ^:				C₂₀H₁₇N₃O₅S₃	50,5
26	51,1
50,8

**) Kristallisiert aus wäßrigem Aceton.

Isolierungsverfahren

A. Es wurden die unlöslichen Natriumsalze gebildet und entweder als solche gereinigt oder in die freie Säure überführt, wie im Beispiel beschrieben.

B. Beste Ausbeuten erhalten durch Durchführen des nucleophilen Austausches bei pH 5,0. ■-

C. über das Cyclohexylaminsalz gereinigt.

D. Ansäuern des rohen Reaktionsgemisches und Reinigung als freie Säure.

E. Etwa 50% des isolierten Produktes wurden während der Reaktion ausgefällt oder beim Abkühlen auf OC nach beendeter Umsetzung. Der Rest wurde durch Ansäuern der Mutterlauge isoliert und durch Umfallen mit einer Säure aus neutraler Lösung und aus organischen Lösungsmitteln durch Zugabe von Wasser gereinigt.

*) Die optischen Drehungen wurden in Dioxan (c = 1%) bestimmt, mit Ausnahme des Natriumsalzes 19 und der Säuren 14,20,25 und 26,

die im Dimethylsulfoxyd bestimmt wurden, und des Kaliumsalzes 21, das in Aceton/Wasser 1 : 1 bestimmt wurde.
**)■ Die yitraviolettabsorptionswerte wurden für Lösungen in 0,1-m Phosphatpuffer, eingestellt auf pH 6,0, erhalten, mit Ausnahme der

Verbindung 11, welche in Wasser bestimmt wurde, und der Verbindungen 14 und 17, die in Äthanol bestimmt wurden.
*) Die Infrarotspektren (hochgereinigtes Paraffinöl) und die magnetischen Protonenresonanzspektren (Pyridin) jeder Verbindung stimmten mit der angegebenen Struktur überein. ■

In den folgenden Beispielen werden folgende Ionenaustauscher eingesetzt:

Austauscher A:

stark basischer Anionenaustauscher mit einer quervernetzten Polystyrol-Divinylbenzol-Matrix mit aktiven Trimethylbenzylammoniumgruppen;

Austauscher B:

stark basisches Harz auf der Basis von quervernetztem Polystyrol mit quaternären Ammoniumgruppen;

Austauscher C:

unifunktionelles Carboxyharz aus quervernetzter Polymethacrylsäure (Kationenaustauscher);

Austauscher D:

flüssiges, wasserunlösliches, sekundäres Amin mit hohem Molekulargewicht, in Form der freien Base, zur Extraktion von Anionen und anionischen Komplexen aus sauren und neutralen wäßrigen Lösungen;

Austauscher E:

schwach saurer Kationenaustauscher in Na⁺- Form, unlöslich in Wasser, aus vernetzten Dextranketten, an die die funktionellen Gruppen über Ätherbindungen an die Glucosereste der Polysaccharidketten gebunden sind.

Beispiele

Die in den Tabellen II a und Hb angegebenen Verbindungen der allgemeinen Formel

CH₂-CONH

CH₂-S-Y

wurden der durch Quecksilber(II)-Verbindungen aktivierten Umsetzung in einem Medium aus Wasser/ Pyridin (1:1, auf das Volumen bezogen) bei 50⁰C entsprechend den im Beispiel 15 aufgeführten allgemeinen Verfahrensmaßnahmen unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengefaßt.

609 517/474

17

Tabelle III

Beispiel Gruppe S — Y Nr.

-S · CO

Λ (

3 —S ■ CO-

— S ■ CO-— S · CO-

.^NV*>

_J

-S-CS

— S · CO-

18

Aktivator Mol

Aktivator Mol Substrat

Zeit bis zur max. Ausbeute

Ausbeute

OMe Hg(OAc)₂ 2,0 1,5 Std.

Hg(NOj)₂ 2,5 5 Min.

Hg(ClOJ₂ 2,5 30 Min.

desgl.

desel.

2,5

45 Min.

47

74

50

UV-Verhältnis

1,11

70 1,08

86 1,02

1,10

desgl.	2,5	1 Std.*)	>52	1,11
desgl.	2,5	1 Std.*)	>67,5	1,06
Hg(SCN)₂	3,0	120 Min.	57	1,11
Hg(OAc)₂	3,0	60 Min.	55	1,11
Hg(NO₃J₂	3,0	30 Min.	64	1,10
Hg(ClOJ₂	2,5	10 Min.	73	1,08
Hg(ClOJ₂	3,0	15 Min.	60	1,07

Hg(NO₃ 2,5

35 Min.

63

1,04

SCO

—SCOCH,

13 —S —

14 —S —

14a —S · CO-

OCH₃

Hg(ClO₄

desgl.

AgNO₃

desgl.

2,5

2,5 2,5

> 1 Std.*)

10 Min.

1 Std.

2 Std. 45 Min.

70

63 1,15

66 1,09

54 —

73 —

*) Die Ausbeutewerte waren bei einer Stunde noch ansteigend. **) Versuche wurden bei 25°C durchgeführt.

Beispiel 15

N-(7,2'-Thienylacetamidoseph-3-em-3-ylmethyl)-pyridinium-4-carboxyIat aus 3-BenzoyIthiomethyl-"/-(^'-thienylacetamidoJ-ceph-S-em^-carbonsäure unter Verwendung von Quecksilber(ll)-perchlorat

9,492 g Thiobenzoat wurden in 100 ml Pyridin bei 51⁰C gelöst und dann aufeinanderfolgend 25 ml Wasser, 50 ml Quecksilber(II)-perchlorat-Lösung (hergestellt durch Suspension von gelbem Quecksilber(II)-oxyd [0,25 Mol] in 100 ml Wasser und Zugabe von 0,52 Mol Perchlorsäure, Rühren und Filtrieren und Ergänzen auf 250 ml mit Wasser) und 25 ml Wasser unter Rühren zugegeben, wobei sich nach wenigen Minuten ein schwarzer Niederschlag zu bilden begann. Die Umsetzung dauerte 25 Minuten, worauf dann der Kolben in einen Drehverdampfer überbracht wurde und das Gemisch an der Wasserstrahlpumpe bei 50 bis 53⁰C während 20 Minuten eingedampft wurde. Fs wurden 150 ml Wasser zugefügt, und in die Suspension wurde Schwefelwasserstoff 20 Minuten lang eingeleitet. Die schwarze Suspension wurde auf die Spitze einer Kolonne (Innendurchmesser 5,4 cm) gegeben, die ein inniges Gemisch von 150 ml Austauscher A (Acetatform) und 150 ml Austauscher B (Acetatform) oberhalb von 50 ml Austauscher C (H⁺) enthielt, wobei sämtliche Harze eine Größe zwischen 76 und 152 Mikron aufwiesen. Durch Eluieren mit Wasser ergaben sich 1560 ml Flüssigkeit, welche gefriergetrocknet wurde, wobei sich ein cremefarbiger Feststoff ergab. Eine weitere Eluierung mit Wasser ergab 220 ml, die filtriert und durch Dreheindampfen bei 3O⁰C auf 25 ml konzentriert wurden und die dann zum Auflösen des gefriergetrockneten Materials* verwendet wurden. Die erhaltene Lösung wurde filtriert und mit 1,0 ml Salpetersäure (spezifisches Gewicht 1,42) unter Rühren behandelt. Nach 2 Stunden bei 5° C wurde der erhebliche Niederschlag abfiltriert und über P₂O₅ bei Raumtemperatur und 0,5 mm Druck getrocknet, wobei sich das salpetersaure Salz ergab (5,902 g, 61,6%), l_max (H₂O) 240 ηΐμ (El* 329) und 255 ηΐμ (EJ* 300). Nach Eindampfen des Filtrats auf etwa 5 ml ergab sich eine zweite Menge (0,052 g, 0,6%), k_max (H₂O) 240 (Ε}· 309) und 255 ΐημ (Eft 283).

5,742 g des Salpetersäuresalzes (12mMol) wurden in 20 ml Wasser suspendiert und tropfenweise unter Rühren mit Ammoniak (spezifisches Gewicht 0,88) behandelt, bis sich der Feststoff gerade gelöst hatte (pH 4,0). Die erhaltene braune Lösung wurde mit Wasser auf 45 ml verdünnt und durch eine Kolonne mit einem Innendurchmesser von 2,1 cm gegeben, die ein inniges Gemisch aus ,la ml Austauscher A (OAC") und 15 ml Austauscher B (OAc") oberhalb 30 ml Austauscher C oberhalb 15 ml Austauscher B (OAc") enthielt. Durch Eluieren mit Wasser ergaben sich 568 ml, da dann die Drehung des Eluates zu vernachlässigen war. Diese Menge wurde gefriergetrocknet, wobei sich ein weißer Feststoff ergab, der mit 45 ml trockenem Methanol verrieben wurde, wobei sich das Pyrjdiniumderivat ergab (4,436 g, 89,3% Ausbeute), [α]₀ +47,8°(c = 1,125in H₂ O),l_max (H₂O) 240 (EJ* 380) und λ_ίη, 255 ηΐμ (EJi 348)Γ

In nachfolgender Tabelle IV sind die Ausbeuten an N - (7 - 2' - Thienylacetamido - ceph - 3 - em - 3 - ylmethyl)pyridinium - 4 - carboxylat aus 3 - Benzoylthiomethyl - 7 - (2' - thienylacetamido)ceph - 3 - em-4-carbonsäure bei 50⁰C in 50%igem (V/V) wäßrigen Pyridin in Gegenwart verschiedener Metallsalze aufgeführt.

Tabelle IV	Mol	Zeit bis	Aus	UV-Ver
Verwendetes Salz	Kata	zur max.	beute	hältnis
	lysator/	Ausbeute
	Mol
	Thio
	benzoat		(%)
	2,0	0,75 Std.	58	1,10
Hg(ClOJ₂	2,5	25 Min.	74,0	1,11
Hg(ClO₄),	2,0	2,5 bis	60	1,13
Hg(OCOCF₃)₂		3 Std.

B e i s ρ i e 1 16

N-(7-2'-Thienylacetamidoceph-3-em-3-yImethyl)-

pyridinium-4-carboxylat aus 2"-(7-2'-Thienyl-

acetamido-4-carboxyceph-3-em-3-ylmethylthio)-

4"-methylpyrimidin

4,98 g des Merkaptopyrimidinderivates wurden in 40 ml Pyridin bei 51⁰C gelöst; eine Lösung von 7,70 g Quecksilber(II)-acetat (2,25 Äquivalente) in wäßrigem Pyridin (25 ml + 10 ml) wurde rasch zugegeben und mit 25 ml Wasser nachgespült. Die Lösung dunkelte rasch, und es begann die Ausfällung eines Feststoffes sofort.

Das Gemisch wurde während einer Stunde kräftig gerührt, worauf der Kolben in einen Drehverdampfer überbracht wurde und die Lösungsmittel unter vermindertem Druck bei 50⁰C während 25 Minuten entfernt wurden. Dann wurden 10 ml Wasser zugegeben und während weiterer 10 Minuten erneut eingedampft.

Der Rückstand wurde mit 50 ml Wasser aufgeschlämmt und während 15 bis 20 Minuten mit Schwefelwasserstoff behandelt. Die schwarze Suspension wurde sorgfältig auf den oberen Teil einer Ionenaustauschharzkolonne mit mehrfachen Betten gegeben, die Betten aus 25 ml Austauscher C (H⁺), 50 ml Austauscher A (OAc") und 50 ml Austauscher B (OAc") enthielt, sämtliche in einer Größe zwischen 76 und 152 Mikron, die in dieser Reihenfolge gepackt waren, wobei jedes Bett vom anderen durch ein Filterpapier getrennt war. Nach dem Eluieren mit Wasser ergab sich ein gelbes Eluat, das zu einem gelben Feststoff gefriergetrocknet wurde.

Beim Behandeln mit etwa "20 ml Wasser wurde dieser Feststoff nur teilweise gelöst, wobei ein schwachgelber Rückstand (0,8 g) hinterblieb, der sich nachfolgend auf Grund von Elektrophorese, Chromatographie, UV- und IR-Spektren als 2-Merkapto-4-methylpyrimidin erwies. Dieser Rückstand wurde abfiltriert, und die orangefarbene Lösung wurde mit 0,8 ml konzentrierter Salpetersäure (spezifisches Gewicht = 1,42) unter Rühren behandelt. Nach Abkühlen auf 0⁰C wurde das ausgefallene Pyridiniumnitrat abfiltriert und über P₂O₅ im Vakuum getrocknet (2,73 g, 53,3%), X_max (H₂O) 240 ηΐμ (E{* 315), 255 πΐμ (Eji 282).

1,0 g des Nitrates wurden in 25 ml wäßrigem Aceton suspendiert und mit 2n-Ammoniak-Lösung neutralisiert. Ein schmutziggelber Rückstand wurde filtriert und die erhaltene schwachgelbe Lösung auf

eine Kolonne von 10 ml Austauscher A (OAc ) gegeben und mit Wasser cluiert. Die praktisch farblosen Eluate wurden gesammelt und einzeln gefriergetrocknet. Beim Verreiben der gefriergetrockneten Feststoffe mit Methanol ergaben sich weiße Pulver, da die geringe gelbe Farbe in Methanol verblieb (0,75 g, 87% Ausbeute, Gesamtausbeute 46,4%). UV-Werte der am wenigsten reinen Probe (erste Fraktion): λ_ηωχ (H₂O) 240 (EJ* 365) und Ä_inf 255 mn (E!* 333). ' ,o

In Tabelle V sind die Ergebnisse ähnlicher Versuche aufgeführt, bei denen 2"-(7-2'-Thienylacetamido -A- carboxy - ceph - 3 - em - 3 - ylmethylthio)-4"-methylpyrimidin in N-(7-2'-Thienylacetamidoceph - 3 - em - 3 - ylmethyl)pyrimidinium - 4 - carboxylat in Gegenwart verschiedener Quecksilbersalze überführt wurde.

Tabelle V

Verwendetes Salz	Tem	Verhält	Zeit	Opti
	pera	nis von	bis zur	male
	tur	Pyridin	opti	Aus
		zu	malen	beute
		Wasser	Aus
			beute
	(⁰C)		(Min.)	(%)

Hg(O-COCH₃J₂ 50 50:50 60 50

Hg(NO₃)₂ 50 50:50 15 68

Hg(Cl O₄)₂ 50 50:50 10 70

Hg(ClO₄J₂ 35 50:50 75 75

Hg(Cl O₄)₂ 19 50:50 210 75

Hg(ClOJ₂ 35 25:75 160 82

Hg(ClO₄)₂ 35 10:90 90 42*)

40

*) Optimale Ausbeuten innerhalb des Reaktionszeitraumes nicht erhalten, jedoch schwingt die Ausbeute/Zeit-Kurve bei dieser Stufe aus.

B e i s ρ i e 1 17 .,

N-(7-2'-Thienylacetamidoceph-3-em-3-ylmethyl)-pyridinium-4-carboxylat über das S-(7-2 -Thienyl-

acetamidoceph-3-em-3-ylmethyl)thiosulfat aus
Natrium-7-(2'-thienylacetamido)-cephalosporanat

4,18 g Natrium - 7 - (2' - thienylacetamido)cephalosporanat (10 mMol) wurden in 28 ml Wasser gelöst, und es ergab sich eine klare Lösung, pH 5,8. Hierzu wurden 2,73 g Natriumthiosulfatpentahydrat (11 mMol) in 7 ml Wasser zugefügt und das Gemisch auf 60 ml gebracht, bevor es in einem Kolben von 90° C überbracht wurde. An Stelle des Natriumsalzes kann auch Ammoniumthiosulfat verwendet werden. Die Umsetzung wurde bei dieser Temperatur 30 Minuten lang unter kräftigem Rühren unter Stickstoff ausgeführt. Die Umsetzung kann auch bei 37⁰C während 64 Stunden oder bei 50⁰C während 40 Stunden durchgeführt werden. Dann wurde die Lösung auf 27° C abgekühlt und 80 ml Pyridin zügefügt; 22 ml einer molaren Lösung von Quecksilberperchlorat (22 mMol) (es kann auch eine 4molare Lösung verwendet werden) wurden tropfenweise unter Rühren zugegeben, so daß die Temperatur 25° C nicht überstieg. Die Zugabe dauerte 7 Minuten, und das Gemisch wurde weitere 53 Minuten bei 25° C gerührt. Bei anderen Umsetzungen wurde diese Stufe bei 50°C und 25 Minuten ausgeführt.

Die grüne Lösung wurde auf ungefähr 10"C mit Eis abgekühlt und 7 Minuten lang mit Schwefelwasserstoff behandelt. Das ausgefallene Quccksilbersulfid wurde auf einem Kieselgurbett entfernt, und es wurde gründlich mit Wasser gewaschen; das FiI-trat wurde mit Austauscher D (40 ml) in 100 ml Benzol, Austauscher D (20 ml) in 50 ml Benzol und mit zweimal 100 ml Methylenchlorid ausgewaschen, wobei D einen Flüssig-Anionen-Austauscher angibt. Die organischen Extrakte wurden mit 50 ml Wasser zurückextrahiert. Die vereinigten wäßrigen Lösungen wurden bei 3O⁰C während einer '/₂ Stunde zur Entfernung der gelösten organischen Lösungsmittel dreheingedampft, dann wurden sie auf eine Kolonne gegeben, die aus 25 ml saurem Aluminiumoxyd über 50 ml Austauscher B (Acetat-Form), über 10 ml Austauscher C (Wasserstoff-Form) bestand. Das Eluieren mit Wasser wurde so lange durchgeführt, bis die Drehung (1-dm-Rohr) weniger als 0,02° betrug; das gesamte Eluat wurde dann gefriergetrocknet.

Der in 40 ml Wasser gelöste Rückstand wurde mit Salpetersäure (konzentrierte Salpetersäure/Wasser = 1:1) behandelt, bis der pH-Wert auf 1,5 abgefallen war. Das Gemisch wurde während einer Stunde auf 0⁰C gekühlt, worauf das Hydronitrat abfiltriert und mit Wasser gewaschen wurde. Das Produkt wurde im Vakuum über P₂O₅ getrocknet. Eine zweite Ausbeute des Produktes wurde aus der Mutterlauge erhalten. Ausbeute: 2,12 g (44,5%), /. (Beugung) 238 bis 240 ΐημ (Ei* 320), ?._mux 255 πΐμ (Ei* 289), [«]? + 40° (pH 6 Phosphatpuffer: c = 0,98). Das Produkt kann auch nach dem im Beispiel 15 für das Thiobenzoat beschriebene Verfahren isoliert werden.

Ein Teil des im vorstehenden beschriebenen Hydronitrates (1 g) wurde in 10 ml Wasser suspendiert und durch Steigerung des pH-Wertes auf 5,0 durch eine 7,5n-Ammoniaklösung in Lösung gebracht. Das Gemisch wurde von einer Kolonne aus 15 ml Austauscher A (Acetatform) eluiert, bis die Drehung des Eluates weniger als 0,02° betrug (1-dm-Rohr). Das Eluat wurde gefriergetrocknet und der Rückstand aus 20 ml Methanol gefällt, wobei sich ein weißer Feststoff ergab (0,775 g, 90% aus dem Hydronitrat), / (Beugung) 240 πΐμ (Ε·* 372), }.„„ 255 πΐμ (Ei* 341), [„]» = +47,5° (Wasser, c = 0,965). Gesamtausbeute = 40%.

Beispiel 18

a) 3-Benzoylthiomethyl-7-(2'-thienylacetamido)ceph-3-em-4-carbonsäure

4,27 kg Natrium - 7 - (2' - thienylacetamido)cephalosporanat, 5,35 1 Natriumthiobenzoatlösung (40% Gewicht/Volumen), 1,88 kg Natriumdihydrogen-orthophosphat-dihydrat, 7,27 ml Orthophosphorsäure^und 27,81 Wasser wurden zusammen auf 90° C unter Rühren 1 Stunde lang erhitzt. Der geregelte pH-Wert des Reaktionsgemisches betrug 4,5 am Beginn, und er stieg auf 5,2 am Ende der Umsetzung. Das Reaktionsgemisch wurde 30 Minuten auf. 1O⁰C gekühlt und das kristalline Natrium-3-(benzoylthiomethyl)-7 - (2' - thienylacetamido)ceph - 3 - em - 4 - carboxylat abfiltriert. .-...- ^;:' .

Das Rohprodukt wurde in einem Gemisch aus 1251 Aceton und 1251 Wasser bei 35° C gelöst und gerührt, während 3,5 1 konzentrierter Salzsäure langsam zugegeben wurden. Darauf wurde das Gemisch über Nacht auf.-5° C abgekühlt. Das kristalline Material wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen

und bei 40'C über Nacht im Vakuum getrocknet, wobei sich 4,047 kg 3-Benzoylthiomethyl-7-(2'-thienylacetamido)ceph-3-em-4-carbonsäure ergaben (83,5%), 00° = 131° (c = 1 in Dioxan), /„„„ 237 bis 238, 272 bis 275 mtj. (E|;.⁽; 481 und 372), identifiziert durch das Infrarotspektrum.

b) N-(7-2'-Thienylacctamidoceph-3-em-3-ylmethyl)pyridinium-4-carboxylat

23,73 g Thiobenzoat wurden in 125 ml Pyridin gelöst, und die erhaltene Lösung wurde auf 51° C erwärmt. 125 ml Quecksilberperchloratlösung (hergestellt durch Suspendieren von 54,15 g gelbem Quecksilberoxyd [0,25 Mol] in 100 ml Wasser, Zugabe von 55,5 ml Perchlorsäure [spezifisches Gewicht 1,54, 0,52 Mol], Rühren, Filtrieren und Ergänzen auf 250 ml mit Wasser) wurden zugegeben und das Gemisch 50 Minuten lang bei 51°C gerührt. Das Gemisch wurde auf 0°C abgekühlt, 50 ml Thiobenzoesäure zugegeben und mit dem Rühren 10 Minuten fortgefahren. Die Lösung wurde durch ein Kieselgurbett filtriert und aufeinanderfolgend mit 300 ml Benzol, mit einer Lösung aus 150 ml Austauscher D Anionenaustauscher in 300 ml Benzol, mit einer Lösung aus 50 ml Austauscher D in 100 ml Benzol und mit 100 ml Benzol extrahiert. Der Niederschlag wurde mit zweimal 100 ml Wasser gewaschen und die Waschflüssigkeiten zur zweimaligen Rückextraktion der organischen Schichten verwendet.

Die Lösung und die Rückextrakte wurden nacheinander auf die Spitze einer Kolonne mit einem Innendurchmesser von 6,5 cm gegeben, die Aluminiumoxyd (150 ml) über 25 ml Austauscher C (H⁺) über Aluminiumoxyd (150 ml), über 25 ml Austauscher E enthielt. Durch Eluieren mit Wasser, so lange, bis der Ablauf eine Drehung von 0,0° (1-dm-Rohr) hatte, ergaben sich 950 ml Flüssigkeit, welche mit 125 ml 4n-Salpetersäure behandelt und dann bei 0°C während 2 Stunden gehalten wurde. Der kristalline Niederschlag wurde abfiltriert, mit 25 ml Wasser und 300 ml Aceton gewaschen und im Vakuum bei 40° C während 3 Stunden getrocknet, wobei sich 15,63 g des Hydronitratsalzes ergaben (65,4%),[a]_D (pH7Phosphatpuffer) +42,3°(c = 1,20), Ka, (pH 7 Puffer) 239 ΐημ (EU 321), λ (Beugung) 255 πΐμ (E|l 294), Wasser (Karl Fischer) 2,7%, Quecksilbergehalt < 10 ppm.

9,561 g des Hydronitratsalzes (20 mMol) wurden in 66,0 ml Wasser suspendiert und mit einer Lösung von 10,0 ml Austauscher D in 60 ml Petroläther (Kp, 40 bis 6O⁰C) geschüttelt. Die wäßrige Schicht wurde aufeinanderfolgend mit 2 ml Austauscher D in 25 ml Petroläther, mit 2ml Austauscher D in 25 ml Petroläther und mit Zweimal 25 ml Petroläther extrahiert. Die organischen Schichten wurden aufeinanderfolgend mit 20 und 10 ml Wasser rückextrahiert und die Lösung und Extrakte über eine Kolonne von Austauscher A (OAc-Form, 18 ml) und über Austauscher E (18 ml) gegeben. Beim Eluieren mit Wasser ergaben sich 170 ml, worauf die Drehung des Eluates zu vernachlässigen war.

Diese Lösung wurde gefriergetrocknet, und es ergab sich ein weißer Feststoff, der mit 90 ml trockenem Methanol verrieben wurde und dann bei 0⁰C 2 Stunden gehalten wurde. Der Feststoff wurde abfiltriert, mit 40 ml Methanol gewaschen und im Vakuum über Nacht bei Raumtemperatur getrocknet, wobei sich 7,304 g des Pyridiniumderivates ergaben (88,0% Ausbeute), [«]₀ +48,1° (c = 1,03 H₂O), λ_ηιαχ (H₂O)

239 πΐμ (Eu 383), λ (Beugung) 255 πΐμ (EH 352), Feuchtigkeit (Karl Fischer) 0,7%, Quecksilbergehalt < 10 ppm., Lovibond-Farbe (10%ige Lösung, 2-cm-Zelle) 0,8 Y, 0,2 R.

Beispiel 19

3-Pyridiniummethyl-7-(2'-thienylacetamido)-ceph-3-em-4-carboxylat aus 3-Benzoylthiomethyl-7-(2'-thienylacetamido)-ceph-3-em-4-carbonsäure

unter Verwendung von Quecksilberchlorid

4,745 g 3 - Benzoylthiomethyl - 7 - (2' - thienylacetamido) - ceph - 3 - em - 4 - carbonsäure (10 mMol) in 25 ml Pyridin wurden in einem durch einen Thermostaten geregelten Bad bei 50° C erwärmt, gerührt und mit einer Lösung von 5,43 g Quecksilber(II)-chlorid (20 mMol) in 75 ml Wasser behandelt. Nach 3 Stunden wurde eine Probe von 10 μΐ entnommen und der Elektrophorese unterzogen. Der Flecken des Produktes wurde eluiert und durch sein Ultraviolettabsorptionsspektrum bei 240 und 255 πΐμ auf ein Verhältnis von 1,11 bestimmt. Diese Analyse zeigte, daß 30% des gewünschten Produktes vorlagen.

Der graue Feststoff wurde abfiltriert und mit 25 ml Wasser gewaschen. Filtrat und Waschflüssigkeiten wurden vereinigt und mit dreimal 50 ml Methylenchlorid extrahiert und dann filtriert. Die wäßrige Schicht wurde durch eine Kolonne aus etwa 130 ml Austauscher A (OAc~-Form) gegeben, bis das Eluat einen Drehwert hatte, der kleiner war als +0,02°. Nach dem Gefriertrocknen ergab sich eine braune, gummiartige Masse, welche in Wasser gelöst wurde und auf einer Kolonne aus etwa 50 ml Austauscher B (OAc'-Form) chromatographiert wurde. Es wurden zwei Fraktionen gesammelt, und es zeigte sich, daß sie 96 bzw. 88% des gewünschten Produktes enthielten. Die Behandlung dieser Fraktionen mit Methanol ergab flockige Kristalle (1,2 g, 19% Ausbeute) der Pyridiniumverbindung, l_max (H₂O)

240 πΐμ (El* 367) und 255 mn (EJi 333). Die Verbindung wurde weiterhin durch Chromatographie auf 100 ml Austauscher B (OAc~-Form) gereinigt, und es wurde die erste braune Fraktion (0,37 g) verworfen. Die anschließenden Fraktionen wurden vereinigt und aus Methanol umkristallisiert, wodurch sich 0,52 g des Pyridiniumderivats ergaben (12%), [«]„ +46°, X_max (H₂O) 240 ΐημ (EJi 356) und A (Beugung) 255 ΐημ (EJ* 324), Verhältnis 1,10; Infrarot- und Molekularrotationsspektrum bestätigten die Identität des Produktes.

Die Methylenchloridextrakte wurden getrocknet, eingedampft und das Produkt mit Aceton verrieben, wobei 1,38 g der 3-BenzoylthiomethyI-7-(2'-thienylacetamido) - ceph - 3 - em - 4 - carbonsäure (29%) mit einer größeren Reinheit als 90% zurückgewonnen wurden.

In der folgenden Tabelle VI sind die maximalen Ausbeuten an 3-Pyridiniummethyl-7-(2'-thienylacetamido) - ceph - 3 - em - 4 - carboxylat aufgeführt, die erhalten wurden, wenn verschiedene 3-Y-S-Methyl-7 - (T r thienylacetafriido) - ceph - 3 - em - 4 - carbonsäuren bei 50° in 50%igem wäßrigen Pyridin (V/V) in Gegenwart verschiedener Metallsalze erhitzt wurden. Die Werte wurden erhalten, indem das Reaktionsgemisch wie folgt bestimmt wurde: 10-μΙ-Proben wurden der Elektrophorese unterworfen, die der gewünschten Pyridiniumverbindung entsprechenden

609 517/474

Flecken wurden ausgeschnitten, mit Wasser in 10-ml-Kolben eluiert und ihre Ultraviolettabsorption bei 240 und 250 ΐημ bestimmt.

Als weiteres Kriterium für die Reinheit wurde das Verhältnis der optischen Dichten bei diesen Weilenlängen (1,10 für reines Material) verwendet.

Tabelle VI	Verwendetes Salz	Mol Kataly sator/ Mol Substrat	-SY	Zeit bis zur max. Ausbeute (Std.)	Ausbeute	Verhältnis
Bei spiel Nr.	ohne	—	-SCOQ₁H₅	—	kein Produkt	—
	AgNO₃	2	desgl.	4	26,5	1,11
20	desgl.	3	desgl.	4,5	31,5	1,12
21	AgClO₄	3	desgl.	4,5	39	1,11
22	Ag(OCOCH₃)	3	desgl.	4,5	38	1,11
23	HgCl₂	2	desgl.	4,5	30	1,11
24	HgSO₄	2	desgl.	4,5	26,5	1,13
25	Hg(OCOCH₃)₂	2	desgl.	2—3	55	1,10
26	Hg(NO₃),	2	desgl.	2,5	53	1,11
27	AgNO₃	3	-SSO₃ ^-Na ⁺	5	25	durchgeführt mit dem 7-Phenylacetamidoderivat
28	Hg(O- COCH₃J₂	2,25	-s-Q-ch,		51	1,09
29	NaAuCl₄	2,5	-SCOC₆H₅	3,5	30	1,09
30	desgl.	2,5		1,5	38	Ausbeute, entsprechend der Anwesenheit von Thiopicolin säure
31

Beispiel 32
a) Umwandlung von 3-Benzoylthiomethyl-

45 Lösungsmittel

7-(2'-thienylacetamido)-ceph-3-em-4-carbonsäure in N-(7-2'-Thienylacetamidoceph-3-em-3-ylmethyl)-

pyridinium-4-carboxylat unter Verwendung
von Quecksilbernitrat in wasserfreiem Medium

Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten, wenn 0,237 g Thiobenzoat (0,5 mMol) in 2,5 ml Pyridin gelöst wurden und ein Gemisch aus wasserfreiem Quecksilber(II)-nitrat (0,406 g, 1,25 mMol), das einige Tage über P₂O₅ im Vakuum getrocknet worden war, in 2,5 ml des zweiten Lösungsmittels zugegeben wurde. Die Mischungen wurden 5 Stunden lang auf 50⁰C erhitzt und aliquote Mengen in geeigneten Zeitabständen entnommen und durch Elektrophorese analysiert, wobei der der Pyridiniumverbindung entsprechende Flecken eluiert wurde und seine Ultraviolettabsorption bei 240 und 255 ιτίμ gemessen wurde. Die folgenden Werte geben die Zeit an, bis der höchste Meßwert erreicht war, und es sind auch die Ausbeuten der Pyridiniumverbindung zu diesem Zeitpunkt bei Mischungen von Pyridin mit dem im folgenden aufgeführten Lösungsmittel angegeben: Zeit bis zum max. Meßwert

Ausbeute

Acetonitril

3,0 Std.

27%

b) Umwandlung von 3-Picolinoylthiomethyl-

7-(2'-thienylacetamido)-ceph-3-em-4-carbonsäure

in N-(7-2'-thienylacetamidoceph-3-em-3-ylmethyl)-

pyridinium-4-carboxylat unter Verwendung von Quecksilberperchlorat in wasserfreiem Medium

Es wurden die folgenden Ergebnisse erzielt, wenn 0,238 g des Thiopicolinats (0,5 mMol) in 2,5 ml Pyridin gelöst wurden und ein Gemisch aus wasserfreiem Quecksilberperchlorat (1,25 mMol), hergestellt durch Gefriertrocknung von 1,25 ml einer 1-m Lösung in Wasser und Trocknen des Produktes über P₂O₅ im Vakuum während ,einiger Tage, in 2,5 ml des zweiten Lösungsmittels zugegeben wurde. Die Ge-. mische (ursprüngliche Erwärmung auf etwa 35° C) wurden bei 25 bis 3O⁰C 4 Stunden stehengelassen, und aliquote Teile wurden zu geeigneten Zeitabständen zur Ultraviolettbestimmung, wie im Beispiel 1 beschrieben, entnommen.

Lösungsmittel

Zeil bis zum max.
Meßwert

Ausbeule

Acetonitril
N-Methylpyrrolidon

etwa 2 Std.
<0,5Std.

Beispiel 33

67%
72%

Herstellung von N-7-(2'-Thienylacetamidoceph-

3-em-3-yImethyl)-pyridinium-4-carboxylat aus

2-(4'-Carboxy-7'-2"-thienylacetamidoceph-

3'-em-3'-ylmethylthio)-4-methyl-pyrimidin

Zu einer im Rühren gehaltenen Lösung von 4,6 g 2 - (4' - Carboxy - T - 2" - thienylacetamidoceph - 3' - ems'-ylmethylthio)-4-methyl-pyrimidin (10 mMol) in 50 ml Pyridin wurde eine Lösung von 8 g gefriergetrocknetem Quecksilberperchlorat (20 mMol) in 50 ml Acetonitril zugegeben. Das Gemisch wurde 20 Minuten lang bei 50° C gerührt und wurde dann in einem Drehverdampfer bei erheblich unterhalb 4O⁰C während 35 Minuten zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde in 100 ml Wasser suspendiert und ein Schwefelwasserstoffstrom durch die Suspension während 15 Minuten geleitet. Ein eventueller Überschuß von Schwefelwasserstoff wurde durch Durchblasen mit Stickstoff während 20 Minuten entfernt, worauf dann das ausgefallene Quecksilbersulfid durch Filtration durch Kieselgur entfernt wurde. Das Filtrat wurde dann auf eine Kolonne von 3 cm Durchmesser gegeben, die Abschnitte aus 20 ml Austauscher C in der Wasserstofform, 60 ml Austauscher B in der Acetatform, 20 ml Austauscher C in der Wasserstofform und 60 ml Austauscher A in der Acetatform enthielt. Mit dem Eluieren der Kolonne wurde unter Verwendung der Waschflüssigkeiten von der Kieselgurfiltrierung fortgefahren, bis 1,5 1 gesammelt waren; die Eluate wurden dann vereinigt und gefriergetrocknet. 3,54 g gefriergetrockneter Feststoff wurden in etwa 15 ml Wasser suspendiert, und die Suspension mit einem pH-Wert von 3,5 wurde durch Zugabe von Ammoniak auf einen pH-Wert von 4,5 eingestellt. Nach der Filtration zur Entfernung einer geringen Menge unlöslichen Materials wurde das Filtrat durch Zugabe von Salpetersäure auf pH 1,2 eingestellt. Das Nitratsalz des Pyridiniumderivats schied sich als blaßgelber, kristalliner Feststoff ab (2,9 g, 60%), l_max 237 bis 239 πΐμ (EJ* 314), / (Beugung) 255 πΐμ (EJl 286), [a]_D +43° (c = 1,1 in pH 7-Phosphatpuffer).

Bei einem ähnlichen Versuch ergab sich bei Ver-. wendung von 4 g trockenem Quecksilbernitrat (12,4 mMol) Bildung von 0,68 g des Pyridiniumderivats (35%), l_max 240 mμ (EJ* 369),- λ (Beugung) 255 ηΐμ (EU 337) (Verhältnis 1,095), [a]_D +43° (c = 1,0, Wasser). Das bei einem weiteren Versuch unter Verwendung von Quecksilbernitrat isolierte Pyridiniumderivat hatte folgende Werte: A_max 240 mμ (Ej* 363), / (Beugung) 255 πΐμ (EJ*_m 328) (Verhältnis 1,09), Ta]₀ +47° (c = 1,0, Wasser).

Reagenzglasversuche mit elektrophoretiseher Auswertung zeigten, daß das Pyridiniumderivat des 4 - Methyl - 2 - merkaptopyrimidinderivats gebildet wird, wenn folgende Lösungsmittel mit Pyridin in gleichen Volumen gemischt werden und Merkurinitrat als elektrophiler Aktivator verwendet wird. In jedem Fall wurde das Pyridiniumderivat durch das Absorptionsverhältnis (wäßrige Lösungen) bestimmt:

Optische Dichte bei 238 ιτίμ _
Optische Dichte bei 255 ΐτίμ '

1. Dimethylsulfoxyd,

2. Dimethylacetamid,

3. Dimethylformamid,

4. Acetonitril,

5. Methylenchlorid,

6. Absoluter Äthylalkohol,

7. Nitromethan,

8. N-Methylpyrrolidon,

9. Dioxan.

Die Beweglichkeiten der Reaktionsprodukte bei pH 1,9 wurden mit Standardbezugsproben des Pyridiniumderivats verglichen, wobei die Bestimmung unter einer Ultraviolettlampe oder durch Besprühen mit einem Kaliumjodplatinatreagens durchgeführt wurde.

Nach dem allgemeinen Verfahren des Beispiels 33 wurden andere Quecksilbersalze und Lösungsmittel bei denselben Ausgangsmaterialien verwendet. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Quecksilbersalz Lösungsmittel¹) Maximale Zeit²)
Ausbeute

(%) (Minuten)

Nitrat
Nitrat

Acetonitril
Dioxan

40
> 180³)

') 50% des angegebenen Lösungsmittels mit Pyridin.
) Angenäherte Zeit bis zur maximalen Ausbeute.
³) Optimale Ausbeute innerhalb der Reaktionszeit noch nicht erreicht.

Beispiel 34

Umwandlung von 2-(4'-Carboxy-7'-2"-thienyl-

acetamidoceph-S'-em-S'-ylmethylthio^-methyl-

pyrimidin in N-7-(2'-Thienylacetamidoceph-

3-em-3-ylmethyl)pyridinium-4-carboxylat mit

Metallsalzen in wasserfreien Lösungsmitteln

Aktivator	Äqui	Lösungsmittel	Max.	Zeit
	valente		Aus
			beute
			(%)	(Min.)
1. Hg(ClOJ₂	2	Acetonitril	80	40
2. Hg(ClOJ₂	3	Acetonitril	80	20
3. Hg(ClO₄),	3	Nitromethan	73	40
4. Hg(ClO₄),	3	Pyridin	58	40
5. Hg(BF₄J₂	2	Acetonitril	60. „	50
6. AgBF₄	2 '	Acetonitril	45	30

Die Versuche wurden bei 50° C mit dem angegebenen Lösungsmittel plus demselben Volumen Pyridin ausgeführt.

Beispiel 35

a) 2-(7-i>5"-Amino-5"-carboxypentanamido-

4'-carboxyceph-3'-em-3'-ylmethyI)thio-

4,6-dimethylpyrimidin (Kaliumsalz)

50 g Kaliumsalz von Cephalosporin C wurden zu einer heißen Lösung (80⁰C) von 4,6-Dimethyl-2-merkaptopyrimidin, hergestellt durch Auflösen von 4,6-Dimethyl - 2 - merkaptopyrimidinhydrochlorid (23,4 g; 1,2 Äquivalente) in 200 ml Wasser und Einstellen der Lösung auf pH 6,0 mit Natriumhydroxydlösung, zugegeben. Das Gemisch wurde unter Stickstoff während einer Stunde auf 8O⁰C erhitzt, dann gekühlt und über Nacht in den Eisschrank gestellt. Die vorstehend angegebene Verbindung kristallisierte in einer Menge von 6,02 g (10%) in nahezu reiner Form aus. [α]ff 41° (c = 1,0 H₂O), l_max 265 ΐημ (Ei* 339, f 18,100); Rf 0,24 relativ zu 7-Phenylacetamidocephalosporansäure (n-PrOH—H₂O, 7:3); bewegte sich als Kation 2,5 cm in 90 Minuten bei pH .1,9 und 16 Volt je Zentimeter.

Durch Einengen des Volumens des Filtrates im Vakuum ergab sich eine zweite Menge des Produktes (17,92 g, 30%) l_max 265. bis 268 mμ (EJ*_m 320). Die abschließende Ausfällung der Filtrate durch Zugabe von Äthanol ergab ein ziemlich rohes Produkt (18,91 g, 32%), X_max 262 bis 266 ηΐμ (E^ 254).

b) N-(7-D-5'-Amino-5'-carboxypentanamidoceph-3-em-3-ylmethyl)-pyridinium-4-carboxyIat

Nach einem ähnlichen Verfahren wie Beispiel 16, jedoch unter Verwendung von 2-(7-D-5"-Amino-5" - carboxypentanamido - 4' - carboxyceph - 3' - em-3'-ylmethyi)-thio-4,6-dimethylpyrimidin wurde die vorstehend aufgeführte Verbindung in 63% Ausbeute erhalten. [_M]ff + 14° (c = 1,0 H₂O), Rf 0,062, relativ zu 7 - Phenylacetamidocephalosporansäure (n-PrOH—H₂q, 7:3), bewegte sich als Kation 3,1 cm in 70 Minuten bei 16VoIt je Zentimeter bei einem Puffer vom pH 1,9. Diese Werte entsprechen dem Material, welches durch direktes Ersetzen der Acetoxygruppe von Cephalosporin C durch Pyridin erhalten wurde. . _:

B e i s ρ i e1 36

a) 20 ml einer wäßrigen Merkuriperchloratlösung (0,40-m), hergestellt durch Auflösen von gelbem Quecksilberoxyd in einem geringen Überschuß von Perchlorsäure, wurden bei 0⁰C zu 20 ml Pyridin zugegeben. Der Niederschlag wurde mit kaltem Wasser gewaschen und aus heißem Wasser ximkristallisiert. Die farblosen Nadeln wurden unter Vakuum über. P₂O₅ getrocknet (3,75 g, 84%), F. 343°C (Zers.).

Analyse für Ci₀H₁₀Cl₂HgN₂O₈:

Berechnet ... C 21,6, H 1,8, Hg 36,0, N 5,0%;
gefunden ... .C 21,6, H 2,1, Hg 34,9, N 5,3%.

b) 1,19 g 3 -Picolinoylthiomethyl -7 -(T- thienylacetamido)-ceph-3-em-4-carbonsäure wurden in IO ml Pyridin gelöst. 10 ml Wasser wurden zugegeben und die Lösung auf 23 C abgekühll. 3,35 g DipyridinquecksilberillJ-perchlorat (2,4Äquivalente), hergestellt nach a), in 20 ml wäßrigem Pyridin (1:1, auf das Volumen bezogen) wurden unter Rühren zu der Lösung während 2 Minuten zugefügt. Nach einer Stunde bei 23''C wurde Schwefelwasserstoff 5 Minuten lang eingeleitet und der schwarze Niederschlag abfiltriert. Das Filtral wurde, wie im Beispiel 18

ίο beschrieben, aufgearbeitet, wobei sich das Hydronitratsalz ergab. Das Hydronitrat wurde über P₂O₅ bei I mm getrocknet (0,74 g, 62%), ?._max (H₂O) 237 bis 239 mμ (E\?_m 354) und /. (Beugung) 255 ιημ (E\":_m 318). Das Hydronitrat kann in das Betain, wie im Beispiel 18 beschrieben, übergeführt werden.

Im Beispiel 37 wird gezeigt, daß es nicht notwendig ist, wäßrige Medien weder bei der Herstellung der Verbindung V noch bei der Herstellung der Verbindung IV zu verwenden und daß die erstere nicht abgetrennt zu werden braucht, wenn sie in die letztere übergeführt wird.

Beispiel 37

Herstellung von N-(7-2'-Thienylacetamidoceph-

3-em-3-ylmethyl)-pyridinium-4-carboxylal aus

7-(2'-Thienylacetamido)cephaIosporansäure

in Formamid mittels Natriumthiosulfat und

Quecksilberperchlorat

Zu einer Lösung aus 0,88 g wasserfreiem Natriumthiosulfat (1,1 Äquivalente) in 25 ml Formamid von 100°C wurden 2,09 g Natrium-7-(2'-thienylacetamido)-cephalosporanat zugegeben. Das Gemisch wurde 20 Minuten lang auf lOO'C erhitzt und wurde dann abgekühlt. Die Menge des gebildeten Thiosulfatderivates wurde durch Papierchromatographie bestimmt, und sie betrug 57%, wobei Methoden ähnlich denjenigen im vorherigen Beispiel angewandt wurden. . ^:

Zu einem Teil des Reaktionsgemisches (13,5 ml), der auf 40⁰C abgekühlt war, wurden 13,5 ml Pyridin und 2,5 g gefriergetrocknetes Quecksilberperchlorat (2,5 Äquivalente) zugegeben. Dieses Gemisch wurde bei 40⁰C während 35 Minuten gerührt, wobei aliquote Teile in Zeitabständen entnommen wurden. Die Menge der gewünschten Pyridiniumverbindung, die sich gebildet hatte, wurde nach der vorstehend beschriebenen Papierelektrophoresemethode bestimmt.

■ ·■■ '

Zeit
(Min.)

% Pyridiniumverbindung

10
15
20
30
35

30,5

32,2

36,5

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Cephalosporinderivaten der allgemeinen Formel

oder eine Gruppe der Formel

Q₁H₅-CS-
oder