DE2037312C3

DE2037312C3 - Substituierte Cyclopentenylester von alpha-Carboxybenzylpenicillin

Info

Publication number: DE2037312C3
Application number: DE19702037312
Authority: DE
Inventors: Donald Klein Uncasville Conn. Pirie (V.St.A.)
Original assignee: Pfizer Inc
Current assignee: Pfizer Inc
Priority date: 1969-08-04
Filing date: 1970-07-28
Publication date: 1976-02-26

Description

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I und ihre Salze können hergestellt werden, indem eine Ver-CH-COOH ίο bindung der allgemeinen Formel

in welcher R einen niederen Alkylrest oder einen Benzylrest bedeutet, und deren pharmazeutisch verträgliche Salze.

Die Erfindung betrifft substituierte Cyclopentenylcster von <x-Carboxybenzylpenicillin der allgemeinen Formel

O H

-CH-C-N-CH-CH

I I
O=C — N-

C(CH₃),
CH-COOH

(D

40

in welcher R einen niederen Alkylrest oder einen Benzylrest bedeutet, und deren pharmazeutisch verträgliche Salze, die gegenüber einer Vielzahl von grampositiven und gramnegativen Bakterien sowohl in vitro als auch in vivo wirksam sind.

Die Zahl der zur Verfügung stehenden, oral wirksamen Formen oder Derivate von Penicillin-Antibiotika, insbesondere von n-Carboxybenzylpenicillin, einem der wenigen Penicilline, die gegen gramnegative und grampositive Organismen wirksam sind, ist beschränkt. Die Entwicklung neuer Derivate oder Formen von u-Carboxybenzylpenicillin. die als solche wirksam sind oder im Stoffwechselkreislauf in die Muttersäure umgewandelt werden, bedeutet einen großen Fortschritt bei der Behandlung von Infektionen in vivo.

In den Rahmen der Erfindung fallen auch die pharmazeutisch verträglichen Salze der neuen Verbindungen der allgemeinen Formel I. Solche Salze sind die Natrium-, Kalium-, Calcium-, Magnesium-, Ammonium- und substituierten Ammoniumsalze, wie z. B. die Procain-, Diben/ylamin-. N.N'-Dibenzylälhylendiamin-, N,N'-bis-(Dehydroabietyl)äthylendiamin-, I-Ephenamin-, N-Äthylpiperidin-, N-Bcnzyl-/i'-phenäthylamin-, Trialkylamin-, einschließlich Triäthvlamin-Salze.

H,N—CH-CH

15

O=C-

-N-

CH₃

-CH-COOM

in welcher M ein Wasserstoff-, Natrium- oder Kaliumatom oder ein niederes Trialkylammoniumkation ist, mit einer Verbindung der allgemeinen Formel

H X

! I

C-C = O

30

i—R

in welcher R die oben angegebene Bedeutung hat und X ein Chlor- oder Bromatom oder ein Rest der allgemeinen Formel —O—C(O)—R₄ ist, wobei R₄ für einen Benzyl- oder niederen Alkylrest steht, in einem reaktionsinerten Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa O bis etwa 50 C und einem pH-Wert von etwa 5 bis 8 umgesetzt wird.

Der Reinheitsgrad der 6-Aminopenicillansäure ist für den Erfolg des Verfahrens nicht ausschlaggebend. Die 6-Aminopenicillansäure kann in reiner Form, in teilweise gereinigter Form oder in roher Form verwendet werden, wie sie z. B. in einer Fermentationsbrühe enthalten ist. Wenn Wasser als Lösungsmittel verwendet wird, werden sogar 6-Aminopenicillansäure enthaltende Fermentationsbrühen aus wirtschaftlichen Erwägungen bevorzugt.

Unter einem reaktionsinerten Lösungsmittel wird ein Lösungsmittel verstanden, das unter den Ve:- fahrensbedingungen in keine nennenswerte Reaktion mit einem der Reakwonsteilnehmer oder dem Produkt eintritt. Es können wäßrige oder nicht wäßrige Lösungsmittel verwendet werden. Die Verwendung von Wasser führt zu einer teilweisen Hydrolyse des Säurechlorid-Reaktionspartners. Jedoch verläuft bei ausgewogenen Bedingungen von Temperatur. pH-Wert und Reaktionsdauer die Hydrolyse, verglicnen mit der erwünschten N-Acylierungsreaktion, relativ langsam. Zu den geeigneten Lösungsmitteln für das erfindungsgemäße Verfahren gehören Mcthylenclilorid. Benzol, Chloroform, Dioxan. Wasser. Aceton. Tetrahydrofuran. Diäthyläther und Dimethylüthcr. Wäßrige Lösungsmiitelsystcmc einschließlich solcher, in denen eine Emulsion gebildet wird, wie /. B. solche aus Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren

Lösungsmittel, können ebenfalls verwendet werden. Zu den Lösungsmitteln, die mit Wasser leicht Emulsionen bilden, gehören solche mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel, wie Benzol, n-Butanol, Methylenchlurid. Chloroform, Melhylisobutylketon, und niedere Alkylacetaie, z. B. Äthylacetat. Die bevorzugten mit Wasser nicht mischbaren Lösun»smittel sind Methylisobutylketon und Ä'.hylacetat.

Die Reaktion wird vorzugsweise im pH-Bereich von 6 bis 7 durchgeführt. Der pH-Wert wird durch Zugabe eines geeigneten Säureakzeptors, wie z. B. eines Alkalimetall- oder Erdalkalimetallhydroxids. bei etwa dem Neutralpunkt gehalten. Auf eine andere und bevorzugte Weise wird der pH-Wert dadurch auf der gewünschten Höhe gehalten, daß ein Salz der 6-Aminopenicillansäure mit einer organischen Base verwendet wird. Jede organische Base, die ein SmIz mit 6-Aminopenicillansäure bildet, kann verwendet werden. Geeignete organische Basen sind niedere Trialkylamine, Dibenzylamin. N.N'-Dibenzyläthylendiamin. niedere N - Alkylpiperidine. niedere N - Alkylmorpholine. N - Benzyl - [! - phenäthylamin, N,N' - his - Dehydroabietylamin, Dehydroabietylamin und l-Ephenamin. Vorteilhafterweise verwendet man jedoch ein niederes Trialkylamin, insbesondere Triüthylamin. Solche Basen haben den Vorteil, daß sie mit 6-Aminopenicillansäuie ein Salz bilden, welches in vielen der oben aufgeführten Lösungsmittel löslich ist. Sie sind insbesondere dann brauchbar, wenn ein nichtwäßriges Lösungsmittelsystem. wie z. B. Methylenchlorid, verwendet wird.

Die Umsetzung kann innerhalb eines weiten Temperaturbereiches durchgeführt werden. Temperaturen von etwa 0 bis etwa 50 C sind geeignet. Vorzugsweise wendet man jedoch Temperaturen von etwa 0 his etwa 30 C an, um einen Abbau der Produkte zu verhindern.

Die bevorzugte Form unter den Phenylmalonsäureestern ist das Monosäurechlorid. weil dieses im Vergleich zu den Anhydriden leichter hergestellt werden kann.

Die als Reaktionspartner verwendeten Phenylmalonsäuremonoester werden bequem hergestellt durch Umsetzung des Phenylchlorcarbonylketens

45

COCl

c=c=o

mit dem entsprechenden Alkohol ROH. wobei R die oben angegebene Bedeutung hat: hierbei entsteht zunächst ein Phenylcarboxycarbonylkcten. Die Umsetzung wird bei einem Molverhältnis von 1 : !. bei einer Temperatur von etwa —70 bis etwa +30 C und zweckmäßigerweise in einem reaktionsinerten Lösungsmittel durchgeführt, um ein besseres Vermischen und eine bessere Steuerung der Reaktion zu bn ermöglichen. Geeignete Lösungsmittel sind Diäthyläther. DimclhyUither. Dioxan. Methylenchlorid und Chloroform.

Das Reaktionsgemisch wird dann mit Wasser behandelt, und eine Base, wie /. B. Natriumbicarbonai. hs wird zugesetzt. Das Rcaklionsgemisch wird, wenn seine Temperatur unter dem Gefrierpunkt des Wassers lii'iii entweder vor oder nach der Zu nabe von Wasser und Base auf mindestens O⁰C erwärmt. Genügende Mengen an Base, im allgemeinen zwei bis drei Äquivalente, werden zugesetzt, um den als Nebenprodukt entstehenden Chlorwasserstoff zu neutralisieren und das Salz des Phenylmalonsäurenionoesters zu bilden. Das Gemisch wird etwa eine halbe Stunde gerührt, dann wird das organische Lösungsmittel unter vermindertem Druck bei unter 35'C entfernt. Die restliche Lösung wird mit Äther extrahiert, auf 10 bis 15 C gekühlt, und der pH-Wert wird auf 2 eingestellt. Die saure Lösung wird mit einem geeigneten Lösungsmittel, wie z. B. Methylenchlorid, extrahiert, der Extrakt getrocknet und das Lösungsmittel danach unter vermindertem Druck entfernt.

Auf andere Weise werden die Phenylmalonsäuremonoester durch Monoveresterung der Phenylmalonsäure nach bekannten Verfahren hergestellt, wie z. B. durch Umsetzung der Phenylmalonsäure mit dem Alkohol in Gegenwart von Thionylchlorid und N,N-Dimethyiformamid.

Die derart hergestellten Phenylmalonsäuremonoester werden in ihr Monosäurechlorid-Derivat umgewandelt, inüem sie mit überschüssigem Thionylchlorid, gewöhnlich in Gegenwart eines reaktionsinerten Lösungsmittels, wie Benzol. Diäthyläther oder Methylcnchlorid, bei einer Temperatur von etwa 0 bis etwa 80^rC nach an sich bekannten Methoden behandelt werden.

Das erforderliche Phenylchlorcarbonylketen wird durch Umsetzung der Phenylmalonsäure mit einem der Halogenisierungsmittel PCl₅, PCl₃, POCl₃ oder SOCl₂ bei Temperaturen von etwa 0 bis etwa 50 C während etwa 1 bis 10 Stunden hergestellt. Die Umsetzung wird in Gegenwart eines Lösungsmittelsystems, vorzugsweise eines reaktionsinerten Lösungsmittelsystems, durchgeführt. Geeignete Lösungsmittel sind Dialkyläther, wie z. B. Diäthyläther, Dipropyläther. Mono- und Dimethyläther von Äthylenglycol und Propylenglycol, Methylenchlorid und Chloroform.

Die Reaktionsdauer hängt von der Reaktionstemperatur und der Art der Reaktionsteilnehmer ab. Für eine vorgegebene Kombination von Reaktionsteilnehmern müssen die Temperaturen um so höher sein, je kürzer die Reaktionszeiten sind und umgekehrt. Die Molverhältnisse der Reaktionspartner, d. h. der Phenylmalonsäure und des Halogenierungsmittels. können innerhalb eines weiten Bereiches schwanken und z. B. 1:10 betragen. Ein stöchiometrisches Verhältnis der Reaktionspartner wird bevorzugt.

Die Reaktionsteilnehmer können alle zugleich oder getrennt zugegeben werden. Bei getrennter Zugabe ist die Reihenfolge nicht kritisch. Jedoch scheint die Umsetzung glatter und mit weniger Nebenreaktionen zu verlaufen, wie an der Farbe oder am Reaktionsgemisch, insbesondere bei der Destillation, erkannt werden kann, wenn die Phenylmalonsäure dem HaIogenierungsmittel zugesetzt wird. Das Reaktionsgemisch gehl unter solchen Bedingungen im allgemeinen von einer gelben zu einer roten Farbe über. Bei umgekehrter Zugabe, d. h. bei Zugabe des Halogenierungsmittels zu der Phenylmalonsäure, geht das Reaktionsgemisch von Gelb nach Schwarz über.

Das Phenylhalogencarbonylketen wird aus dem Reaktionsgemisch durch Destillation unter Vakuum isoliert. Wegen seiner großen Reaktionsfähigkeit wird es im allgemeinen unter Stickstoff, bei tiefen Temperaturen und vor Licht geschützt gelagert.

Säureanhydrid - Derivate der Phenylmalonsäurehaibester werden durch Umsetzung der Halbester mit einem niederen Chloralkylcarbonat in Gegenwart eines Säureakzeptors, wie Pyridin oder einem niederen Trialkylamin, hergestellt. Solche Umsetzungen sind im J. Am. Chem. Soc. 75, S. 637 ois 639 (1953), und im J. Org. Chem. 22, S. 248 (1957), beschrieben. Natürlich können andere Chlorcarbonate, wie z. B. Chlorbenzylcarbonat und Chlorphenylcarbonat, an Stelle der niederen Chloralkylcarbonate verwendet werden.

Auf andere Weise werden die hier beschriebenen, neuen Verbindungen hergestellt, indem 6-Aminopenicillansäure mit einem Phenylcarboxyketen der allgemeinen Formel

V__c==c=o τ

O=C-O ^

(H)

acyliert wird.

Die Acylierung von 6-Aminopenicillansäure mit solchen Mitteln wird bei einer Temperatur von etwa — 70 bis etwa +50⁰C und vorzugsweise bei etva 0 his etwa 30 C durchgeführt. Die Reaktionsdauer liegt gewöhnlich bei einigen Minuten bis zu etwa 5 Stunden. Im allgemeinen wird ein reaktionsinertes Lösungsmittel, wie Äthylacetat, Dioxan, Tetrahydrofuran. Methylisobutylketon, Chloroform oder Methylenchlorid verwendet, um das Rühren und die Temperaturkontrolle zu erleichtern. Es hat sich als besonders zweckmäßigerwiesen, zuerst den Phenylcarboxyketenester wie oben beschrieben herzustellen und das Reaktionsgemisch, ohne Isolierung des Phenylcarboxyketenesters, direkt für die Aminacylierungsrcaktion zu verwenden. In solchen Fällen wird eine organische Base, z. B. ein tertiäres Amin, vorzugsweise ein niederes Trialkylamin, wie Triäthylamin zur Entfernung des bei der Bildung des Arylcarboxyketenesters entstehenden Halogenwasserstoffs verwendet. Aus praktischen Erwägungen wird die 6-Aminopenicillansäure in Form ihres Triäthylamin-Salzes verwendet. Methylenchlorid ist dabei ein bevorzugtes Lösungsmittel. Auch die Natrium- oder Kaliumsalze der 6-Aminopenicillansäure können verwendet werden, jedoch ist das Triäthylaminsalz wegen seiner größeren Löslichkeit in den verwendeten Lösungsmittelsystemen das bevorzugte Salz. Ein Überschuß des zu acylierenden Amins kann als Säureakzeptor verwendet werden, jedoch wird dies im allgemeinen vermieden, und zwar nicht nur aus wirtschaftlichen Erwägungen, sondern auch um eine mögliche Ammonolyse der Estergruppe zu vermeiden. Die Umsetzung wird vorzugsweise unter einer Stickstoffatmosphüre durchgeführt.

Die niederen Z-Hydroxy-.Valkyleyclopent^-en-1-one und das 2-HydΓOxy-3-benzylcyclopcnt-2-en-I-on, die als Reaktionspartner verwendet werden, werden hergestellt, indom ein Dialkyludipat. wie z. B. Dimcthyladipal oder Diäthyladipal, zu einem geringen Überschuß einer Base, wie /.. B. Natriummclhoxid. in einem rcakiionsincrlcn Lösungsmittel, z. B. Benzol. Toluol, vor/tmswcisc N,N-Dimeihvlformainid aufgeschlämmt, gegeben wird, wobei sich ein Natrium-2-carbalkoxycyclopenlan-l-on bildet. Das Reaktionsgemisch wird in dieser Cyclisierungsstufe unter vermindertem Druck auf etwa. 80 bis 140 C erhitzt, v-ubei die genaue Temperatur von dem verwendeten Lösungsmittel abhängt. Das bei der Cyclisierung des Adipatesters gebildete Alkanol, z. B. Methanol, und ein Teil des Reaktionslösungsmittcls werden aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert, wodurch die Ausbeute an dem AlkalimetaIl-2-carbalkoxycyclopentan-l-on verbessert wird. Die entstandene klare, braune Lösung wird abgekühlt, worauf das Alkalimetallsalz ausfallt und gewünschtenfalls isoliert werden kann. Gewöhnlich ist es jedoch zweckmäßig, die Aufschlämmung des Salzes direkt in der nächsten Verfahrensstufe einzu

setzen.

Das Alkalimetall-2-carbalkoxycyclopentan-1 -on wird dann mit überschüssigem niederem Alkylhalogenid zu niederem 2-Alkyl-2-carbalkoxycyclopentan-1-on alkyliert. Vorzugsweise werden mindestens 1,1 Mol niederes Alkylhalogenid pro Mol Alkalimetallsalz des 2-Carbomethoxycyclopentan-1 -ons bei Temperaturen von etwa 25 bis etwa 100 C, je nach dem niederen Halogenid, eingesetzt. Die Alkylierungsreaktion wird im allgemeinen in einem dipolaren. aprotischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, durchgeRihrt. Die bevorzugten AlkylierungsmiUel sind die Alkyl- und Benzylhalogenide. obgleich die entsprechenden Tosylate und Sulfate ebensogut verwendet werden können.

Unter den Alkyl- und Benzylhalogeniden werden die Jodide und Bromide im allgemeinen bevorzugt, weil die Chloride nicht die besten Ausbeuten liefern. Im Anschluß an die Alkylierung kann restliches Lösungsmittel durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt werden, und das Produkt kann weiter gereinigt werden, wie es in den Beispielen beschrieben ist.

Dann wird in die Lösung der vorstehend genannten niederen 2-alkyl- oder -benzylsubstituierten Verbindung in einem reaktionisierten organischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 45 bis etwa 60 C Chlor oder Sulfurylchlorid eingeleitet, um das entsprechende 2-substituierte 2-Carbomethoxy-5,5-dichlorcyclopentan-1-on zu erhallen. Die Reaktion ist im allgemeinen exotherm und erfordert Kühlung von außen. Zu den geeigneten Lösungsmitteln gehören •Eisessig, Chloroform. Tetrachlorkohlenstoff und Dichloräthylen. wobei Eisessig bevorzugt wird. Die gebildete 5,5-dichlorsubstituierte Verbindung kann durch Abdestillieren des inerten organischen Lösungsmittels und anschließende fraktionierte Destillation des Rückstandes gewonnen werden.

Die Dichlor-Produkte werden dann zu den entsprechenden Hydroxyverbindungen hydrolysiert. Die Hydrolyse kann mit jeder Kombination von Wasser, Mineralsäure und Lösungsmittel, die bei Zugabe zu dem Hydrolysegemisch die 5.5-Dichlor-Vcrbindung in i.ösung gehen läßt, durchgeführt werden, wie z. B. mit essigsäure. Ameisensäure und niederen Alkanolen.

Die (i-Carboxybenzylpenicillinester werden nach herkömmlichen Methoden isoliert. Eine typische Methode bei Verwendung von Wasser als Lösungsmittel besteht 7. B. darin, den pH-Wert der Lösung auf etwa 2 bis 3 einzustellen und das Produkt mit Athylacclat zu extrahieren. Der Äthylacetat-Extrakt wird mit Wasser gewaschen und das Produkt hieraus mit 10%igcm wäßrigem Kaliumhicarbonal extrahiert, worauf erneut mit Allylacetat extrahiert wird. Die

Äthylacetat-Extrakle werden noch einmal mit Wasser extrahiert, der wäßrige Extrakt wird auf einen pH-Wert von 2 bis 3 eingestellt, und dann wird wieder mit Äthylacetat extrahiert. Das Produkt wird durch Entfernen der flüchtigen Bestandteile gewonnen. Auf eine andere Weise wird das Produkt als ein Alkalimetalloder Aminsalz isoliert, indem die entsprechende anorganische oder organische Base dem trockenen Äthylacetat-Extrakt zugesetzt wird.

Bei Verwendung einer wäßrigen Emulsion als Lösungsmittel ist es zweckmäßig, das Produkt durch Extraktion des Reaktionsgemisches mittels eines geeigneten, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittels zu isolieren, nachdem der pH-Wert auf 2 eingeste'lt wurde. Äthylacetat ist hierfür besonders brauchbar Der Extrakt wird dann getrocknet und zur Trockne eingeengt. Das Produkt wird in ein Amin- oder Alkalimetallsalz umgewandelt, indem die entsprechende Base, wie 7. B. N-Äihylpiperidin oder Kaliumäthylhexanoat. zu einer Lösung des Ester-Produkts in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Äthylacetal. gegeben wird.

Eine weitere Methode, die brauchbar ist, wenn die Acylierungsreaktion in einem nichtwäßrigen Lösungsmittelmedium, wie z. B. Methylenchlorid, durchgeführt wird, besteht darin, dem Reaktionsgemisch Wasser zuzusetzen und dann den pH-Wert der wäßrigen Phase auf etwa 2 bis 3 einzustellen. Die wäßrige Phase wird abgetrennt, mit dem nichlwäßrigen Lösungsmittel extrahiert, und die vereinigten nichtwäßrigen Lösungsmittelschichten werden getrocknet. Die Produkte werden aus dem nichtwüßiigen Lösungsmittel durch Zugabe einer geeigneten organischen Base, wie N-Äthylpiperidin oder durch Zugabe von Natrium- oder Kalium-2-äthylhexanoat in Form der entsprechenden Salze ausgefällt. Auf eine andere Weise wird das nichtwäßrige Lösungsmittel nach dem Trocknen durch Destillation bei einer niedrigen Temperatur entfernt, der Rückstand in einem geeigneten Lösungsmittel aufgenommen und das Produkt hieraus durch Zugabe einer geeigneten Base ausgefällt. Diese Alternativmethode ist variabler mit Bezug auf die Wah! der Base. Die Wahl des Lösungsmittels wird durch die Löslichkeit des gewünschten Salzes bestimmt.

Eine andere Methode besteht darin, das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck zur Trockne einzuengen, den Rückstand in Citrat-Puffer (pH 5.5) aufzulösen und das Produkt hieraus mit Chloroform zu extrahieren. Die Chloroform-Extrakte werden mit Citrat-Puffer (pH 5,5) gewaschen) mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingeengt. Bei einem anderen Verfahren, das für die Abtrennung von Acyüerungsprodukten brauchbar ist. welche in Methylenchlorid oder Chloroform schlecht löslich sind, wird die vorstehend beschriebene Methode angewandt, jedoch n-Butanol an Stelle von Chloroform als Extraktionslösungsmittel verwendet. Das nach der Entfernung des n-Butanols durch Eindampfen zurückbleibende Produkt wird mit Äther verrieben, wobei sich ein amorpher Feststoff bildet.

Die Produkte der Erfindung weisen eine bemerkenswerte Wirksamkeit bei der Behandlung zahlreicher grampositiver und gramnegativer Infektionen bei Mensch und Tier auf. Hierzu können reine Materialien oder deren Gemische mit anderen Antibiotika verwendet werden. Sie werden allein oder in Verbindung mit einem pharmazeutischen Träger eingesetzt, der in Anpassung an den geplanten Verabreichungsweg und nach üblichen pharmazeutischen Praktiken ausgewählt wird. Sie können z. B. oral in Form von Tabletten verabreicht werden, welche Streckmittel, wie Stärke. Milchzucker oder Tone enthalten, oder in Kapseln, allein oder im Gemisch mit denselben oder ähnlichen Streckmitteln. Sie können auch oral in Form von Elixieren oder Suspensionen verabreicht werden, welche Geschmack- und Farbstoffe enthalten oder parenteral, z. B. intramuskulär oder subkutan injiziert werden. Für die parenterale Verabreichung werden sie am besten in Form einer sterilen wäßrigen Lösung verwendet, die entweder wäßrig ist, also z. B. Wasser, isotonische Salzlösung, isotonische Dextrose oder Ringer-Lösung als Träger enthält, oder nichtwäßrig ist, also z. B. Pflanzenöle (Baumwollsamen-, Erdnuß-, Mais- oder Sesamöl) oder andere nichtwäßrige Träger enthält, welche die therapeutische Wirksamkeit der Präparate nicht mindern und in den verwendeten Mengen nicht toxisch sind; Beispiele hierfür sind Glycerin, Propylenglycol und Sorbit. Außerdem können Zusammensetzungen zubereitet werden, die erst kurz vor der Verabreichung zu Lösungen umgewandelt werden.

Solche Zusammensetzungen können flüssige Verdünnungsmittel, wie z. B. Propylenglycol, Diäthylcarbonat, Glycerin, Sorbit usw., Puffersubstanzen sowie Lokalanästhetika und anorganische Salze enthalten, die ihnen die gewünschten pharmakologischen Eigenschaften verleihen.

Die orale und parenterale Dosis für die hier beschriebenen Verbindungen liegt im allgemeinen in der Größenordnung von bis zu 200 mg/kg bzw. 100 mg/kg Körpergewicht pro Tag.

Die erfindungsgemäßen Penicillinester zeigen eine stärkere Absorption bei oraler Verabreichung als die entsprechenden freien Säuren oder Alkalimetallsalze. Sie stellen somit bequeme und wirksame Dosisformen für das «-Carboxybenzylpenicillin dar.

Die antimikrobiellen Spektren mehrerer der erfiiidungsgemäßen rj-Carboxybenzylpenicilline sind nachstehend wiedergegeben(TabeIle I). Die Versuche hierfür wurden unter Standardbedingungen durchgeführt, bei welchen Nährbrühen, die unterschiedliche Konzentrationen an Testmaterial enthielten, mit dem jeweils angegebenen Organismus geimpft wurden und dei minimale Wachstumswert (MHK) beobachtet und registriert wurde, bei dem jeder Organismus zu wachsen aufhörte. Die Testverbindungen hatten die folgende allgemeine Formel

in welcher R_s den 6-Aminopenicillansäure-Rest dar stellt, und wurden in Form ihrer N-Äthylpiperidinium salze uetestet.

609 609/185

2Ό 51

10

Tabelle I	(MHK-Werte)	Äthyl	n-PiOp)I	n-Bunl	sck-	Bcn/yl	Verglcichssuhslanzcn	Ampi- Cerha	-
Antimikrobiell Spektren	R				BuI)I		l'cni-	cillin loridin
Mikroorganismus	Mclhvl	0,391	0.7Sl	0.391	3.12	0.781	ullin G
		1,56	1.56	1.56	1.12	3.12		6.25 8
	6,25	0,012	0.012	0.024	0.391	0,024		-
Proleus Mirabilis A-I	6,25	0,391	0.391	0.391	1.56	0.195
Escherichia coli 266	0.098	0,195	0.195	0.195	0.012	0.024
Pasteurella multocida	1.56
Pseudomonas 10490	0.098	0,391	0.391	0.391	1,56	0.391
Streptococcus pyogenes		50	50	50	100	12.5	0.06
C 203	0,024
Staphylococcus aureus 5	2(K)
Slanhvloeoccus

py
aureus 400

Tabelle II gibt die in vivo erhaltenen Ergebnisse für verschiedene Verbindungen der vorliegenden Erfindung bei Mäusen wieder; PO bedeutet orale und SQ bedeutet subkutane Verabreichung. Die Werte wurden unter Standardbedingungen erhalten. Das Verfahren besteht darin, eine akute experimentelle E. coli 266-Infektion in Mäusen durch inlraperitoneale Inoculation der Mäuse mit einer standardisierten (10~^b) E.coli 266-Kultur hervorzurufen, die in 5%igem Schweinemagenschleim suspendiert ist. Die Testverbindungen in Form ihrer N-Äthylpiperidiumsalze werden den infizierten Mäusen nach einem Vielfachdosis-Schema verabreicht, wobei die erste Dosis 0,5 Stunden nach der Inoculation gegeben und 4, 24 und 48 Stunden später wiederholt wird. Der Prozentwert an überlebenden Mäusen wird dann bestimmt.

Der LD₁₀₀-Wert von E. coli 266 (die niedrigste

Λ00

Konzentration, die erforderlich ist. um 100% Sterblichkeit bei Mäusen hervorzurufen) beträgt ΊΟ"⁷. Kontrolltiere erhalten Inocula von 10~⁵, 10"^h und 10"⁷. um mögliche Schwankungen der Virulenz überprüfen zu können.

Tabelle II

Ergebnisse in vivo mit E. coli 266 bei Mäusen

R	% Überlebende	.kgl	50	SQ (mg	kgl	50
	PO Img	10*)	200	60
	:oo	10	90	80
Methyl	80	0	100	100
Äthyl	90	20	100	100
n-Propyl	90	10	100	70
n-Butyl	100	10	80	80
sek.-Butyl	100		100
Benzyl	90
•1 KX) mg kg.

40

45

55

60

65 g

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläute"

Beispiel I

u-(Carbo-[ 1 -(2-methyl-S-oxo-cyclopcnt-1 -cnyloxy)])-benzylpenicillin-N-äthylpiperidin-salz

Λ. (Z-Methyl-S-oxo-cyclopent-l-enyl)-phenvlmalonat

Ein Gemisch aus 18 g Phenylmalonsäure, 11,2 g 3-Methyl-l,2-cyclopentandiol, 200 ml Isopropyläther, 11,9 g Thionylchlorid und ImI Ν,Ν-Dimethylformamid wird 1,5 Stunden zum Rückfluß erhitzt. Ein bernsteinfarbenes öl scheidet sich aus der Lösung ab. Dann wird genügend Äthylacetat zugesetzt, um ein Einphasensystem wiederherzustellen. Die Lösung wird mit 2mal 50 ml Wasser gewaschen, danach mit 3mal 50 ml gesättigtem wäßrigem Natriumbicarbonat extrahiert. Der basische wäßrige Extrakt wird mit 6 n-Salzsäure auf pH 3 angesäuert, und der sich bildende Niederschlag wird mit Äthylacetat extrahiert. Der Extrakt wird über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, mit Aktivkohle entfärbt und zur Trockne eingeengt. Der Mono-(2-methyl-5-oxo-cyclopentl-enyl)-ester wird direkt in der Stufe B verwendet.

B. Säurechlond von n-Methyl-S-oxo-cyclopentl-enyl)-phenylmalonat

Ein Gemisch aus 19.0 g des Monoesters, 8,2 g Thionylchlorid und 200 ml Methylenchlorid wird 2.5 Stunden auf einem Dampfbad zum Rückfluß erhitzt unc dann zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird ir 200 ml Methylenchlorid wieder aufgelöst, und da; Eindampfen wird wiederholt, um nichtumgesetzte! Thionylchlorid zu entfernen.

C. Acylierung von 6-Aminopenicillansäure

Ein Gemisch aus 14.9 g 6-Aminopenicillansäure 13.94 g Triethylamin und 250 ml Methylenchlorit wird bei Raumtemperatur 2 Stunden gerührt un< dann filtriert. Die Lösung wird in einem Eisbad au 10 C gekühlt, und eine Lösung des Monosäurechlorid von Stufe B in 200 ml Methylenchlorid wird zu gesetzt. Das Gemisch wird eine halbe Stunde gerührt worauf das Eisbad entfernt und eine weitere Stund bei Raumtemperatur gerührt wird. Das gleiche VoIu men Wasser wird zugesetzt. Der pH-Wert wird auf V

2

eingestellt, die Methylcnchloridphase abgetrennt, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird in Äthylacetat aufgenommen und die Lösung mil 3mal KH) ml gesättigtem Natriumbicarbonat extrahiert. Ein gleidies Volumen Äthylacetat wird dem wäßrigen alkalischen Extrakt zugesetzt, der pH-Wert auf 3,0 eingestellt und die Äthylacetatschicht abgetrennt. Die wäßrige Schicht wird erneut mit 2mal 50 ml Äthylacetat extrahiert, und die vereinigten Extrakte werden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingeengt.

Der Rückstand, ein bernsteinfarbener Schaum, wird in 180 ml Aceton gelöst, und 4,3 g N-Äthylpiperidin werden zugegeben. Das kristalline Salz fällt beim Kratzen des Glasbchällers mit einem Glasstab aus. Das Produkt wird abfiltrierl, mit Aceton gewaschen und an der Luft getrocknet; es wiegt 4.42 g. Weiteres Material kann aus der Mutterlauge gewonnen werden: Schmelzpunkt 148 bis 151 C (Zersetzung).

Beispiel 2

<i-(Carbo-[ 1-12-äthyl-5-oxo-cyclopent-l-enyloxy)] )-benzjlpenicillin-N-äthylpiperidin-salz

Zu einer gerührten Lösung von 3,6 g Phenylchlorcarbonylketen. die unter Stickstoff steht und auf — 70 C gekühlt ist. wird eine Lösung von 2.52 g 3-Äthyl-1,2-cyclopentandiol in 50 ml Methylenchlorid gegeben. Das Gemisch wird 10 Minuten bei -70 C gerührt, dann werden 2,02 g Triälhylamin in K) ml Methylenchlorid zugesetzt. Nach 10 Minuten wird eine vorher zubereitete Lösung von 6-Aminopenicillansäure-triäthylaminsalz, hergestellt nach Beispiel I-C aus 4,32 g 6-Aminopenicillansäure, 4,04 g Triälhylamin und 100 ml Methylenchlorid, zugegeben, und das Gemisch wird K) weitere Minuten gerührt. Das Kühlbad wird entfernt und das Gemisch eine halbe Stunde gerührt.

Dann wird zur Trockne eingeengt, der Rückstand wird in 100 ml Äthylacetat—Wasser (1:1) gelöst, und der pH-Wert wird auf 2.5 eingestellt. Die Äthylacetat-Schicht wird abgetrennt und mit dem gleichen Volumen frischem Wasser vereinigt. Der pH-Wert dieses Gemisches wird mit gesättigtem, wäßrigem Natriumbicarbonat auf 7,0 gebracht, das Gemisch sorgfältig gerührt und die wäßrige Schicht abgetrennt.

Der wäßrigen Schicht wird das gleiche Volumen Äthylacetat zugesetzt, der pH-Wert wird mit 6 n-Salzsäure auf 3,0 eingestellt, und die Äthylacetat-Phase wird abgetrennt. Sie wird über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingeengt. Der Rückstand, 4.2 g eines gelben Schaums, wird in 40 ml Aceton aufgenommen und mit 0,975 g N-Äthylpiperidin behandelt. Ein kristalliner Feststoff scheidet sich ab und wird nach 1,5 Stunden bei Raumtemperatür durch Filtrieren gewonnen, mit Aceton und Äther gewaschen und an der Luft getrocknet; Schmelzpunkt 136 bis 139° C (Zersetzung).

Beispiel 3

Bei Wiederholung des Verfahrens vom Beispiel 2 unter Verwendung des entsprechenden 3substituierten 1,2-Cyclopentandiols an Stelle von 3-Äthyl-l,2-cyclopentandiol werden die folgenden Penicillinester in Form ihrer N-Äthylpiperidinsalze erhalten:

O H

CH,

/-CH-C-N-CH-CH C

C=O CHj

RO O=C—N CH-COOH

Schmelzpunkt CC)

n-Propyl
n-Butyl
sek.-Butyl
Benzyl

134—137 (Zersetzung) 124—127 (Zersetzung) 131—134 (Zersetzung) 118—121 (Zersetzung)

Beispiel 4

u-(Carbo-[ 1 -(2-mcthyl-5-oxo-cyclopent-1 -enyloxy)])-benzylpenicillin; Anhydrid-Verfahren

Eine gerührte Lösung von 2,5 g Mono-(2-methyl-5-oxo-cyclopent-1 -enylj-phenylmalonat in 10 ml trockenem Aceton wird in einem Eisbad auf 0⁰C gekühlt. 1,27 g wasserfreies Triäthylamin werden während 15 Minuten tropfenweise zugesetzt, gefolgt von 900 mg trockenem Chloräthylcarbonat. Es bildet sich sofort ein Niederschlag von Triäthylaminhydrochlorid. Eine Lösung von 1,8 g 6-Aminopenicillansäure in 20 ml einer 5%igen Natriumbicarbonatlösung und 5 ml Aceton wird auf einmal zu dem gemischten Anhydrid gegeben. Das Gemisch wird bei 0°C eine halbe Stunde gerührt, danach mit 3mal 50 ml Äther extrahiert und mit konzentrierter Salzsäure auf pH 1,0 eingestellt. Die saure Lösung wird mit 3mal 50 ml Äthylacetat extrahiert, die Extrakte werden vereinigt, mit Wasser und gesättigter Salzlösung gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Bei Entfernung des Lösungsmittels unter vermindertem Druck erhält man das Produkt als ein gelbes öl.

Dieses wird in das kristalline N-Äthylpiperidinsalz umgewandelt, indem es in 1 ml Aceton gelöst und ein geringer Überschuß an N-Äthylpiperidin zugegeben wird. Das Salz wird gewonnen, mit Aceton gewaschen und Getrocknet.

Claims

Patentanspruch:

Verbindungen der allgemeinen Formel
H S

CH-C-N-CH-CH C(CH₃),

O=C—N-

Die neuen Verbindungen können in epimeren »d«- und »!.«-Formen existieren, die üblicherweise als die o- und L-Epimeren bezeichnet werden. Die Erfindung umfaßt somit die D- und die L-Epimeren der vorstehenden allgemeinen Formel 1 sowie Gemische derselben, die sämtlich eine erhebliche therapeutische Wirksamkeit aufweisen.