DE2107650C3 - - Google Patents
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- DE2107650C3 DE2107650C3 DE2107650A DE2107650A DE2107650C3 DE 2107650 C3 DE2107650 C3 DE 2107650C3 DE 2107650 A DE2107650 A DE 2107650A DE 2107650 A DE2107650 A DE 2107650A DE 2107650 C3 DE2107650 C3 DE 2107650C3
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D499/00—Heterocyclic compounds containing 4-thia-1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. penicillins, penems; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulfur-containing hetero ring
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cephalosporin Compounds (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
Es ist beispielsweise aus der US-Patentschrift 32 75 626 bekannt, daß 7-Aminocephem-Derivate in der
Weise hergestellt werden können, daß analoge 6-Aminopenicillansulfoxyd-Derivate in Lösung auf Temperaturen
von ungefähr 80 bis 175°C unter sauren
Bedingungen erhitzt werden, wobei die Reaktion durch beispielsweise Essigsäureanhydrid oder p-Toluol-sulfonsäure
gefördert werden kann. Dieses bekannte Verfahren, das ein Erhitzen unter sauren Bedingungen
vorsieht, hat eine Umlagerung der heterocyclischen Ringstruktur zur Folge, die u. a. zur Bildung eines
Thiazinrings führt, der ein struktureller Teil von Cephalosporinverbir>dungen ist. Einige dieser Cephalosporinverbindungen
besitzen eine wertvolle antibiotische Aktivität und sind daher als Therapeutika von
großer Bedeutung.
Andererseits wurde von R. B. Mori η et al in »J.A.C.S«, 91 (1969), 1401-7, beschrieben, daß ein
Erhitzen von Estern von 6-Aminopenicillansulfoxyd-Derivaten,
beispielsweise den Cyanomethyl- und Methylestern von Phenoxymethylpeniciilin-sulfoxyd, in
Gegenwart von Basen, wie beispielsweise Triäthylamin und Pyridin, eine Spaltung des bicyclischen Ringsystems
verursacht, wobei Isothiazolon-Derivate gebildet werden.
Gemäß Be 7 14 748 werden Penicillansäuresulfoxidester durch Erhitzen in einem tertiären Carboxamid, wie
Dimethylformamid, unter sauren Bedingungen in
Cephalosporine übergeführt. Gemäß Beispiel 2 dieser Druckschrift ergibt sich bei der Umsetzung
von e-Phenylacetamidopenicillansäuresulfoxid^^-trichlor-äthylester
die entsprechende Cephemsäure in einer Ausbeute von 27%. Berücksichtigt man aber, daß
gemäß S. 7 dieser BE-PS die Veresterung der Penicillansäure einen Ausbeuteverlust von etwa 35% bringt, so
ergibt sich für die Umsetzung von Beispiel 2 eine Ausbeute von nur etwa 18%.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein in guten Ausbeuten ablaufendes Verfahren zur Herstellung von 7-Acylamido-S-methylceph-S-em^-carbonsäurederivaten
durch Erhitzen der entsprechenden 6-Acylamido-penicillansäuresuh»,"idderivate
zur Verfügung zu stellen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs.
Überraschenderweise werden gemäß dem beanspruchten Verfahren Ausbeuten erzielt, die wesentlich
über den vorstehend erwähnten 18% von Beispiel 2 der
genannten BE-PS liegen. Dies ergibt sich aus den nachstehenden Beispielen.
Das neue erfindungsgemäße Verfahren läßt sich ganz allgemein auf 6-substituierte Aminopenicillansulfoxyde
der allgemeinen Formel
R,
N-HC11 -HC,
CH,
CH,
OR.,
anwenden, wobei 7-substituierte Aminodesacetoxycephalosporan-Derivate
der allgemeinen Formel
N-HC7-HC, ,CH2 (II)
Q—N, 1C-CH,
O C
O C
C = O
OR.,
erhalten werden, worin Ri für eine übliche Acylgruppe
und R2 für ein Wasserstoffatom steht oder Ri und R2
zusammen mit dem Stickstoffatom, mit welchem sie verknüpft sind, eine Succinimidogruppe oder Phtalimidogruppe
bilden und R3 ein Wasserstoffatom oder ein geeignetes Kation ist, beispielsweise ein Alkali- oder
Erdalkalikation, wie ein Natrium-, Kalium- oder Calciumkation oder ein Kation, das sich von einem
Amin ableitet, wie beispielsweise Triäthylamin oder Cyclohexylamin, oder einen Benzylrest bedeutet.
b5 Die durch Ri repräsentierte Gruppe kann jede bisher
im Zusammenhang mit Penicillen und Cephalosporinen oder deren Analoga offenbarte Acyl-Gruppe sein. So
kann Ri beispielsweise eine Alkanoylgruppe sein, die bis
zu 20 Kohlenstoffatonie enthält, ferner
einePhenyl(niedrig)-a!kanoylgruppe, einePhenoxy(niedrig)-alkanoylgruppe,
eine Phenyl(niedrig)-alkyloxycarbonylgruppe,
einefjiiedrigJ-Alkanoylaminocarbonylgruppe,
einePhenoxyphenyl-(niedrig)-alkanoylgruppe, eine Isoxazolylcarbonyigruppe,
eine Benzoylgruppe, eine Naphthoylgruppe, eine Formylgruppe, einePhenyl-«-amino(niedrig)-alkanoyIgruppe,
eine Thienyl-oder Furyl-(niedrig)-alkanoylgruppe,
eine Phenyhhio(niedrig)-alkanoylgruppe oder
eine2-Benzofuranyl-(niedrig)-alkanoyIgnippe.
Die PhenylrestE sowie die heterocyclischen Reste derartiger Gruppen können Halogenatome, niedrig-AI-kyl-,
Carboxy-, Phenyl(niedrig)-alkoxy-, Amino-, Nitro-, Cyano-, Trifluormethyl- und Methylthiogruppen tragen.
Geeignete Gruppen, welche durch
N —
in den Formeln I und Il wiedergegeben werden, sind Benzyloxycarbomoyl,
Phenylacetamido, Phenoxyacetamide, 3-Acetylureido,
2-Phenoxypropionamido, 2-Phenoxybutyramido, 2-Phenoxyphenyl-acetamido,
S-Methyl-S-phenyl^-isoxazolcarboxamido,
5-Methyl-3-(o-chlorphenyl)-4-isoxazolcarboxamido,
5-Methyl-3-(2,6-dichlorphenyl)-4-isoxazolcarboxamido,
2,6-Dimethoxybenzamido, 2-Äthoxy-1 -naphthamido, Phthalimido,
eine (Benzyloxycarbamoyl)-phenylacetamidogruppe,
2-Thienylacetamido, 3-Thienylacetamido,
2-Furylacetamido, 4-Chlorphenylacetamido,
3-Bromphenylacetamido, 3-Nitrophenylacetamido, 4-Nitrophenylacetamido,
3-Trifluormethylphenylacetamido, 4-Cyanophenylacetamido,
4-Methylthiophenylacetamido, 3-Chlorphenylthioacetamido,
2- Benzofuranylacetamido.
Bevorzugte Gruppen, welche durch die Formel R1R2N-repräsentiert
werden, sind Phenylacetamido, Phenoxyacetamido, «-Aminophenylacetamido und
2-Äthoxynaphthamido.
Soll ein Desacetoxycephalosporanderivat der allgemeinen Formel Il erhalten werden, in welcher RiR2N-iX-Aminophenylacetamido
ist, dann sollte die Aminogruppe des entsprechenden 6-substituierten Aminopenicillansulfoxyd-Ausgangsmaterials
während der Ringvergrößerung geschützt werden, beispielsweise durch
eine Benzyloxycarbonylgruppe, die sich in einfacher Weise anschließend unter Hinterlassung der freien
Aminogruppe entfernen läßt
Unter dem Begriff »niedrig«, der in Verbindung mit Alkyl-, Alkoxy- und Alkanoylgruppen verwendet wird,
ist zu verstehen, daß die in Frage stehende Gruppe
ίο höchsten 6 und vorzugsweise nicht mehr als 4
Kohlenstoffatome enthält.
Der erfindungsgemäße Verfahren kann in einem inerten organischen Lösungsmittelmedium durchgeführt
werden. Geeignete Lösungsmittel sind
Acetonitril,
Chlorbenzol,
Dimethylformamid, Dioxan,
Nitrobenzol, Anisol,
Benzol, Tetrachlorkohlenstoff
Nitrobenzol, Anisol,
Benzol, Tetrachlorkohlenstoff
und insbesondere
Benzylcyanid und Halogenalkane, beispielsweise
1,2-Dichloräthan,
1,1-Dichloräthan,
1-Brom-i-chloräthan,
1,2,3-Trichlorpropanund
Chloroform.
Das Verfahren kann unter Verwendung der Stickstoffenthaltenden Base (beispielsweise Pyridin) selbst als
Reaktionsmedium durchgeführt werden. Gute Kombinationen aus organischen Basen und Lösungsmitteln
sind Λ-Picolin oder 2,5-Dimethylpyridin mit Benzylcyanid
oder einem der vorstehend erwähnten Halogenalkane, wie beispielsweise 1,2-Dichloräthan.
1 -Brom-1 -chloräthan oder Chloroform.
Das Verfahren wird vorzugsweise bei Temperaturen von 70 bis 100°C durchgeführt. Im allgemeinen stehen
die Reaktionstemperaturen sowie die Reaktionszeiten in einer Beziehung zueinander zur Erzielung guter
Ausbeuten an dem Desacetoxycephaiosporan-Derivat.
Niedrigere Temperaturen erfordern längere Reaktionszeiten, während höhere Temperaturen kürzere Reaktionszeiten
bedingen. Beispielsweise bei 70,80 und 90° C können die Reaktionszeiten 70 Stunden, 20 bis 24
Stunden bzw. 10 Stunden betragen.
Die Menge der Siliciumverbindung in der Reaktionsmischung beträgt vorzugsweise 3 Mol bis 1.5 Mol pro
Mol Sulfoxyd. Die Menge, welche die besten Ergebnisse liefert, hängt von der jeweiligen Siliciumverbindung
sowie dem gegebenenfalls eingesetzten Lösungsmittel
so ab. Durch entsprechenden Auswahl der organischen Base, der Siliciumverbindung sowie des Lösungsmittelmediums
können Ausbeuten von bis zu 75% der theoretischen Ausbeute an 7-Aminodesacetoxycephalosporan-Derivaten
aus den Penicillansulfoxyd-Ausgangsmaterialien erzielt werden.
Nach Beendigung der Ringvergrößerungsreaktion kann die erhaltene Reaktionsmischung behandelt
werden, um von ihr das 7-Aminodesacetoxycephalosporan-Derivat abzutrennen, und zwar unter Anwendung
einer jeden geeigneten Methode, beispielsweise einer Extraktion, wobei beispielsweise Äthylacetat oder
Chloroform verwendet wird. Ferner kann man gegebenenfalls zusätzlich oder alleine eine Kristallisation
durchführen. Das auf diese Weise erhaltene 7-substitui< '"te Aminodesacetoxycephalosporan-Derivat kann gegebenenfalls
nach bekannten Methoden in andere Desacetoxycephalosporan-Derivate umgewandelt werden,
und zwar durch entsprechende Modifizierung des
7-Aminosubsthuenten und/oder des Substituenten in der 4-Position.
Der Vorteil, der dann erzielt wird, wenn sich das 6-AminopeniciIlansulfoxyd in Foim der freien Säure
oder des Salzes befindet, liegt in der Tatsache, daß das erfindungsgemäße Verfahrer dann leicht eine biologisch
aktive 7-Aminodesacetoxycephalosporansäure liefert, und zwar durch Durchführung einer sehr
einfachen und milden Hydrolyse unmittelbar nach der Ringvergrößerungsreaktion, wodurch von dem Reaktionsprodukt
die Silylgruppe abgespalten wird, welche die Carboxygruppe unter den Bedingungen der
Ringvergrößerungsreaktion verestert hat. Ist Rj in dem
6-substituierten Aminopenicillansulfoxyd eine Benzylgruppe, so kann diese aus den erhalteen Desacetoxycephalosporan-Estern
(beispielsweise durch Hydrierung oder Hydrolyse) entfernt werden, ohne daß dabei das
bicyclische heterocyclische Ringsystem beeinflußt wird.
Die Carboxygruppe des Sulfoxyues kann leicht durch die Silicium-Halogen-Verbindung. beispielsweise Trimethylchlorsilan
oder Dimethyldichlorsilan, die in der Reaktionsmischung vorliegt, silyliert werden, wobei
beispielsweise die neuen 6-Aminopenicillansulfoxid-Silylester
der allgemeinen Formel
25
T
s
R1-N-HC-HC
CH,
CH, Y,
(111)
c— | — N — | Il | -0- | -Y, |
Il | O | |||
O | ||||
C- | -Si- | |||
H | I | |||
Y, | ||||
35
erhalten werden, wobei Ri und R2 die vorstehende
Bedeutung haben und Yi, Y2 und Y3 solche Substituenlen
bedeuten, den den im Patentanspruch angegebenen Halogen-Silicium-Verbindungen entsprechen. Man erhält
somit Silylester, beispielsweise den Trimethylsilylester von Benzylpenicillinsulfoxyd.d. h.
6-Phenyl-acetamidopenicillinsulfoxyd,
Dimethylchlorsilylestervon Benzylpenicillinsulfoxyd,
Di-(Benzylpenicillinsulfoxyd)-dimethylsilylester,
Trimethylsilylester von
Phenoxymethyl-penicillinsulfoxyd,
Dimethylchlorsilylester von Phenoxymethylpenicillinsulfoxyd und
Di-(Phcnoxymethylpenicillinsulfoxyd)-dimethylsilylester.
Die Silylgruppe — SiYiY2Y3 kann aus den Endprodukten
durch eine einfache Hydrolyse abgespalten werden, wobei die entsprechenden 7-substituierten Amino-desaceloxycephalosporansäuren
erhalten werden.
Die 6-Aminopenicillansulfoxyd-Derivate der allgemeinen
Formel I, die als Ausgangsmaterialien zur t,o Durchführung des »rütHlijngsgemäßeri Verfahrens verwendet
werden, können durch Behandlung der entsprechenden 6-Aminopenicillan-Derivate mit einem Oxydationsmitel
nach bekannten Methoden erhalten werden. Zu diesem Zweck wird das 6-Aminopenicillan-Derivat b5
mit einer Substanz behandelt, die aktiven Sauerstoff liefert, beispielsweise Natriumperjodat, einer Persäure,
Wasserstoffperoxyd oder jodosobenzol, und zwar in einer Menge, die dazu ausreicht, das Thiazolidinschwefelatom
zu einer —So-Gruppe zu oxydieren. Die Ausgangsverbindung kann die freie Säure, ein Salz oder
ein Benzylester davon sein und wird in zweckmäßiger Weise in einem Lösungsmittel aufgelöst, welches unier
den eingehaltenen Reaktionsbedingungen inert ist. Das erhaltene Sulfoxyd läßt sich in einfacher Weise aus der
Reaktionsmischung nach bekannten Methoden abtrennen.
Weist das 6-Aminopenicillan-Derivat eine Gruppe auf, die auch durch das Oxydationsmittel beeinflußt
werden würde, dann ist es möglich, das gewünschte Sulfoxyd in der Weise er erhalten, daß man von einem
6-Aminopenicillan-Derivat ausgeht, das ohne Beeinflussung einer Alternativgruppe, die an ihm sitzt, sulfoxydiert
wird, worauf die nicht beeinflußte Gruppe nach der Sulfoxydation des Thiazolidinringes durch die gewünschte,
jedoch empfindlichere Gruppe ersetzt wird. Beispielsweise kann ein 6-Acylamidopenicillansulfoxyd-Derivat,
das direkt durch Sulfoxydation erhallen worden ist, in ein anderes 6-Acylsulfoxyd-Derivat mit
einer empfindlicheren Acylgruppe durch Entacylierung in bekannter Weise umgewandelt werden, wobei man
das 6-Aminopenicillansäure-sulfoxyd davon erhält, worauf eine erneute Acylierung der freien 6-Aminogruppe
mit der entsprechenden Acylgruppe nach bekannten Methoden durchgeführt wird. Wahlweise
kann das gewünschte 6-Aminopenicillansulfoxyd-Derivat
in der Weise hergestellt werden, daß in einer geeigneten Weise eine anfällige Gruppe des Ausgangs-6-Aminopenicillansäure-Derivats
geschützt wird, worauf sich die Oxydation zu dem Sulfoxyd-Derivat anschließt und anschließend die Schutzgruppe entfernt
wird.
Die Entacylierung einer Acylamidogruppe oder die Entfernung einer Schutzgruppe an dem Aminostickstoffatom
des ö-Aminopenicillansulfoxyd-Derivats werden
vorzugsweise dann durchgeführt, nachdem die Ringvergrößerungsreaktion stattgefunden hat.
Eine bevorzugte Methode besteht darin, von einem Aminopenicillansulfoxyd-Derivat auszugehen, das aus
einem Penicillin erhalten worden ist, welches sich in einfacher Weise durch Gärung herstellen läßt, beispielsweise
Benzylpenicillin oder Phenoxymethylpenicillin. Nach der Ringvergrößerung zu dem entsprechenden
Desacetoxycephalosporan-Derivat kann dessen 7-Acylgruppe durch eine andere gewünschte Gruppe durch
Entacylierung und erneute Acylierung der erhaltenen Aminogruppe nach bekannten Methoden ersetzt
werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Kaliumsalz der 7-Phenylacetamidodesacetoxycephalosporansäure
20 g (0,057 Mol) Benzylpenicillinsulfoxyd, 14 ml (0,116 Mol) Dimethyldichlorsilan und 112 ml (1,39 Mol)
Pyridin werden in 280 ml Acetonitril gelöst und während einer Zeitspanne von 1 Stunde bei Zimmertemperatur
gerührt. Eine Mischung aus dem Benzylpenicillinsulfoxydimethylchlorsilylester und dem di-(Benzylpenicillinsulfoxydj-dimethylsilylester
wird in situ gebildet. Die Mischung wird dann während einer Zeitspanne von 75 Stunden bei 70°C erhitzt. Die
Reaktionsmischung wird im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird in einer Mischung aus
400 ml Wasser und 400 ml Äthylacetat aufgelöst, worauf
der pH unter Verwendung von Chlorwasserstoffsäule auf 1,5 eingestellt wird. Die Äthylacetat-Schicht wird
entfernt und mit Wasser gerührt, worauf der pH-Wert auf 8 unter Verwendung einer Kaliumhydroxydlösung
eingestellt wird. Die wäßrige Schicht wird einige Male mit Athylacetat gewaschen. Nach dem Einstellen des pH
der wäßrigen Lösung auf 3.3 unter Verwendung von Chlorwasserstoffsäure erfolgt eine Extraktion mit
Athylacetat. Die Äthylacetat-Schicht wird einige Maie mit Wasser zur Entfernung von nicht umgesetztem
Benzylpenicillinsulfoxyd extrahiert. Aus der Äthylacetat-Schicht wird das Kaliumsalz von 7-Phenylacetamidodcsacetoxycephalosporansäure
durch Rühren mit Wasser, Einstellung des pH auf 7 mit einer Kaliumhydroxydlösung,
Behandlung der wäßrigen Schicht mit einer entfärbenden Aktivkohle und Entfernung des
Wassers durch azeotrope Destillation mit n-Butanol
erhalten. Es kristallisiert, wenn die Butanollösung konz.entriert wird. Die Ausbeute beträgt 4,15 g
(0,011MoI). Die Mutterlauge enthält eine weitere Menge des Endproduktes.
Die Struktur wird durch IR- und PMR-Spektren bestätigt.
Die Analyse des PMR-Spcktrums ist wie folgt:
PMR (als Kaliumsalz in D2O). Werte in ppm):
t): 1,93 (s. 3): 3.15 (d, J = 18 Hz. 1):
3,50 (d, J = 18Hz, 1):
3.67 (s, 2): 5,04 (d. J = 4,5 Hz. 1);
5.61 (d. J = 4.5Hz. 1); 7,41 (s. 5).
3,50 (d, J = 18Hz, 1):
3.67 (s, 2): 5,04 (d. J = 4,5 Hz. 1);
5.61 (d. J = 4.5Hz. 1); 7,41 (s. 5).
Das Natriumsalz von 2.2-Dimethyl-2-silapentyl-5-sulfonat
wird als Standard verwendet.
Benzylester der 7-Phenylacetamidodesoacetoxy-cephalosporansäure
Eine Lösung aus 4,4 g (0,01 Mol) des Benzylesters von Benzylpenicillinsulfoxyd, 18 ml (0,21 Mo!) Pyridin, 3,0 ml
(0,025 Mol) Dimethyldichlorsilan und 50 ml Acetonitril wird während einer Zeitspanne von 16 Stunden in einem
Wasserbad erhhzt, das auf einer Temperatur von 80°C gehalten wird. Die Reaktionsmischung wird dann unter
vermindertem Druck konzentriert. Der erhaltene Rückstand wird in Athylacetat aufgenommen. Die
erhaltene Lösung wird mit 1 n-Chlorwasserstoffsäure und Wasser gewaschen und zur Trockne eingedampft.
Wie eine Dünnschichtchromatographie ergibt, besteht der Rückstand aus der Ausgangsverbindung und
einem apolaren Produkt. Es wird in Chloroform aufgelöst. Durch Zugabe von etwas Diäthyläther wird
die Ausgangsverbindung ausgefällt und abfiltriert- Nach der Zugabe von weiterem Diäthyläther wird eine
andere Verbindung ausgefällt, bei der es sich gemäß dem PMR- und dem UV-Spektrum um den Benzylester
von Z-Phenylacetamidodesacetoxycephalosphoransäure
handelt Ausbeute 53%.
Die Analyse des PMR-Spektrums liefert folgende Werte:
PMR (in CDCI3, Werte in ppm):
(5: 2,10(s,3);3,20(dJ = 18 HzJ);
3,40(d,J = 18HzJ):
3,63 (s, 2); 4,93 (d, J = 5HzJ);
5,28 (s, 2); 5,78 (q, J = 5 und 9,5 Hz 1);
6,63 (d, J =9,5 Hz1I);
735(s,5);7,41(s,5).
3,40(d,J = 18HzJ):
3,63 (s, 2); 4,93 (d, J = 5HzJ);
5,28 (s, 2); 5,78 (q, J = 5 und 9,5 Hz 1);
6,63 (d, J =9,5 Hz1I);
735(s,5);7,41(s,5).
Tctramethylsilan wird als Standard verwendet.
Die Werte stehen in Übereinstimmung mit denjenigen einer Vergleichsvcrbindung, die durch Umsetzung von 7-Phenyl-acetamidodesacetoxycephalosporansäurc j mit Benzylbromid in Dimethylformamid als Lösungsmittel hergestellt worden ist.
Die Werte stehen in Übereinstimmung mit denjenigen einer Vergleichsvcrbindung, die durch Umsetzung von 7-Phenyl-acetamidodesacetoxycephalosporansäurc j mit Benzylbromid in Dimethylformamid als Lösungsmittel hergestellt worden ist.
Kaliumsalz der 7-Phenylacetamidodesacetoxycephalosporansäure
(a) Herstellung des Trimelhylsilylesters von
b-Phenylacet-amido-penicillansäuresulfoxyd
b-Phenylacet-amido-penicillansäuresulfoxyd
Einer Suspension aus 2.5 g (7.15 mMol) Benzylpenicilj
lin-sulfoxyd in 30 ml eines trockenen Tetrachlormethans
wird schnell eine Lösung von 1 ml (7,2 mMol) Triäthylamin in 10 ml Tetrachlorkohlenstoff zugesetzt. Nach
einem 15 Minuten dauernden Rühren wird eine Lösung von ImI (7,9 mMol) Trimethylchlorsilan in 10 ml
2() Tetrachlormethan langsam bei Zimmertemperatur zugesetzt. Nach einem weiteren Rühren während einer
Zeitspanne von 90 Minuten bei Zimmertemperatur wird die Reaktionsmischung auf ein Volumen von ungefähr
20 ml konzentriert und filtriert. Der Niederschlag.
welcher Triäthylaminhydrochlorid enthält, wird dreimal mit trockenem Tetrachlormethan gewaschen. Von den
kombinierten filtrierten Tetrachlormethan-Lösungen wird ein PMR-Spektrum aufgenommen.
Die Analyse dieses Spektrums ergibt folgende Werte:
PM R (in Tetrachlormethan. Werte in ppm):
(Ü: 0,32(s,9)J.13(s,3):1,63(s.3);
3,53 (s, 2); 4,54 (s,1);
4,95 (d, 1.J = 5Hz);
5,9Oq, 1. J = 5 Hz und 11 Hz):
3,53 (s, 2); 4,54 (s,1);
4,95 (d, 1.J = 5Hz);
5,9Oq, 1. J = 5 Hz und 11 Hz):
7,27 (d. 1, J = 11 Hz): 7.30 (s, 5).
Tetramethylsilan wird als Standard verwendet.
Durch vollständiges Verdampfen des Filtrats wird die neue Verbindung 6-Phenylacetamidopencillan-trimethylsilylester-sulfoxyd
in einem amorphen Zustand erhalten.
(b) Herstellung des Kaliumsalzes von
7-Phenylacetamidodesacet-oxycephalosporansäure
7-Phenylacetamidodesacet-oxycephalosporansäure
Eine Mischung aus 1,22 g (0,0029 Mol) des Trimethylsilylesters
von Benzylpenicillinsulfoxyd. 6 ml (0,075 Mol) Pyridin, 0,35 ml (0.0029 Mol) Dimethyldichlorsilan und
14 ml Acetonitril wird auf eine Temperatur von 8O0C während einer Zeitspanne von 16 Stunden erhitzt. Dann
wird die Reaktionsmischung mit 13 ml Wasser und 37 ml
einer 2 n-Chlorwasserstoffsäure verdünnt und der pH auf 1,5 eingestellt.
Nach der Durchführung einer Arbeitsmethode, die der in Beispiel 1 beschriebenen ähnlich ist wird das
Kaliumsalz von 7-Phenyl-acetamidodesacetoxycephalosporansäure
erhalten. Sein Vorliegen wird durch ein Bioautogramm festgestellt.
Kaliumsalz der 7-PhenyIacetamidodesacetoxycephalosporansäure
20 g (0,057 Mo!) Benzylpenicillinsulfoxyd, 14 ml (0,116
MoI) Dimethyidichlorsilan und 140 ml (1,40 Mol) ä-Picolin
werden in 28OmI 1,2 Dichloräthan aufgelöst. Die Mischung wird auf 800C während einer Zeitspanne von
24 Stunden erhitzt Eine Mischung aus einem Sulfoxyd-
dimethylclilorsilylester und einem Disulfoxyddimelhylsilylester
wird in situ gebildet. Die Reaktionsmischung wird auf 0°C abgekühlt. Sie wird mit einer wäßrigen
Phosphatpufferlösung mit einem pH von 7,0 gerührt. Der pH der Mischung wird dann auf 7,2 unter
Verwendung einer Kaliumhydroxydlösung eingestellt. Die wäßrige Schicht wird abgetrennt und auf einen pH
von 1,5 unter Verwendung von 4n-Chlorwasserstoffsäure eingestellt. Dann wird mit Äthylacetat extrahiert. Die
Äthylacetat-Schicht wird mit Wasser mit einem pH von 7,2 extrahiert. Das Wasser aus dem wäßrigen Extrakt
wird durch azeotrope Destillation im Vakuum unter Verwendung von n-Butanol entfernt. Das Endvolumen
der erhaltenen Lösung beträgt ungefähr 200 ml. Nach einem Stehenlassen über Nacht bei 00C sind 12.6 g des
Kaliumsalzes von 7-Phenylacetdmido-desacetoxycephalosporansäure
ausgefallen. Das Produkt enthält, wie eine Analyse durch eine NMR-Spektroskopie ergibt, 10
bis 20 Gewichts-% n-Butanol.
Kaliumsalz der 7-Phenoxyacetamidodesacetoxycephalosporansäure
2,6 g (0,0072 Mol) Phenoxymethylpenicillinsulfoxyd, (1.75 mi (0,014MoI) Dimethyldichlorsilan und 17,2 ml
(0,17MoI) a-Picolin werden in 35 ml 1,2-Dichloräthan
gelöst und während einer Zeitspanne von 1 Stunde bei Zimmertemperatur gerührt. Eine Mischung aus dem
Phenoxymethylpenicillinsulfoxyd-dimethyl-chlorsilylester
und dem di-(Phenoxymethylpenicillinsulfoxyd)-dimethylsilylester wird in situ gebildet. Die Mischung wird
dann auf 80°C während einer Zeitspanne von 16 Stunden erhitzt, auf 00C abgekühlt und mit einer
wäßrigen Phosphatpufferlösung mit einem pH von 7 gerührt. Der pH der Mischung wird dann auf 7,2 mit
einer Kaliumhydroxydlösung eingestellt. Die wäßrige Schicht wird abgetrennt und auf einen pH von 1,5 unter
Verwendung von 4n-Chlorwasserstoffsäure eingestellt. Dann wird mit Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetat-Schicht
wird mit Wasser mit einem pH von 7,2 extrahiert. Das Wasser aus dem wäßrigen Extrakt wird
durch azeotrope Destillation im Vakuum unter Verwendung von n-Butanol entfernt. Das Endvolumen der
erhaltenen Lösung beträgt ungefähr 25 ml. Nach einem Stehenlassen über Nacht bei 00C sind 0,46 g des
Kaliumsalzes von 7-Phenoxyacetamidodesacetoxycephalosporansäure ausgefallen.
Die Struktur wird durch IR- und PMR-Spektren
bestätigt. Die Analyse des PM R-Spektrums ist wie folgt:
PNaR (in D2O-Werieri iri ppm):
ö: 2,00(s,3);3,05(d,J = 18Hz,l);
3,52(d,J = 18HzJ);
4,58(s,2);5,08(d,J =4,5 Hz,);
5,71 (d, J = 4,5 Hz, 1); 6,7 - 7,4 (m, 5).
3,52(d,J = 18HzJ);
4,58(s,2);5,08(d,J =4,5 Hz,);
5,71 (d, J = 4,5 Hz, 1); 6,7 - 7,4 (m, 5).
Das Natriumsalz von 2,2-DimethyI-2-silapentyl-5-sulfonat
wird als Standard verwendet
Kaliumsalz der 7-Phenylacetamidodesacetoxycephalosporansäure
Eine Mischung aus 2,5 g (0,0071 Mol) Benzylpenicillinsulfoxyd,
35 ml 1,2-Dichloräthan, 1,75 ml (0,014 Mol) Dimethyldichlorsilan und ungefähr 14 ml (0,174MoI)
einer nachstehend näher spezifizierten Base wird auf
eine Temperatur von 80"C während einer Zeitspanne von 24 Stunden erhitzt. Die Rcakiionsmischung wird
abgekühlt und mit Wasser behandelt. Nach der Einstellung des pH auf 7,2 unter Verwendung einer
Kaliumhydroxydlösung wird die organische Schicht mit einer Phosphatpufferlösung mit einem pH von 7,2
extrahiert.
Die Menge des Kaliumsalzes von 7-Phenylacetamidodesacetoxycephalosporansäure
in den vereinigten wäßrigen Schichten wird durch eine direkte mikrobiologische
Methode unter Verwendung von Escherichia coli als Testmikroorganismus bestimmt und in der folgenden
Tabelle in Mol-Prozentsätzen in Bezug auf die Menge des Ausgangsmaterials ausgedrückt, wobei auf die
eingesetzte Base Bezug genommen wird:
Base
Mol-Prozentsatz
2-Dimethylaminopyndin | 49% |
Λ-Picolin | 47% |
3-Methylisochinolin | 47% |
2,5-Dimethylpyridin | 46% |
Kaliumsalz der 7-Phenylacetamidodesacetoxycephalosporansäure
jo Eine Mischung aus 90 g (0.257 Mol) Benzylpenicillinsulfoxyd,
210 ml (1,66 Mol) Trimethylchlorsilan, 900 ml (9 Mol) Λ-Picolin und 900 ml Chloroform wird während
einer Zeitspanne von 20 Stunden auf eine Temperatur von 83°C erhitzt. Die Reaktionsmischung wird abge-
j5 kühlt und mit Wasser verrührt. Der pH der Mischung
wird auf 7,5 unier Verwendung einer Kaliumhydroxydlösung
eingestellt. Die Menge des erhaltenen Kaliumsalzes der Phenylacetamidodesacetoxycephalosporansäure
beträgt 55 Mol-%, bestimmt anhand einer mikrobiologischen Untersuchungsmethode unter Verwendung
von Escherichia coli als Testmikroorganismus.
Die wäßrige Schicht wird abgetrennt, auf einen pH von 1,5 mit einer 4 n-Chlorwasserstoffsäure eingestellt
und mit Äthylacetat extrahiert. Das Äthylacetat wird dann durch n-Propanol (925 ml) ersetzt. Die Propanollösung
wird auf ungefährt 0cC abgekühlt. Die Zugabe von
3,5 ml sowie 100 ml einer 1,25-molaren Lösung des Kaliumsalzes von 2-Äthylcapronsäure in Butylacetat
ergibt einen Niederschlag des Kaliumsalzes von 7-Phenylacetamidodesacetoxycephalosporansäure. Die
Ausbeute beträgt 57 g (0,15 Mol). Das Material besteht
aus 78% des Kaliumsalzes von zl3-7-Phenylacetamidodesacetoxycephalosporansäure
und ungefähr 12% des Kaliumsalzes von 42-7-Phenylacetamidodesacetoxycephalosporansäure.
Die Mutterlauge enthält weitere Mengen an den Desacetoxycephalosporansäure-Derivaten.
Nach der Abtrennung der Δ3-Verbindung kann die zl2-Verbindung in das zl3-Produkt nach üblichen
Methoden umgewandelt werden.
Kaliumsalz der 7-Phenoxyacetamidodesacetoxycephalosporansäure
b5 13 g (0,0036 MoI) Phenoxymethylpenicillinsulfoxyd,
1,4 ml (0,011 Mol) Dimethyldichlorsilan und 13 ml (0,13
MoI) a-Picolin werden in 13 ml Chloroform gelöst Die Mischung wird auf 80° C während einer Zeitspanne von
24 Stunden erhitzt. Die Reaktionsniischung wird
abgekühlt und mil einer wäßrigen Phosphatpufferlösung mit einem pH von 7 verrührt. Der pH wird dann
unter Verwendung einer Kaliumhydroxydlösung auf 7,2 eingestellt. Die wäßrige Sehicht wird abgetrennt und auf
einen pH von 1,5 unter Verwendung einer Chlorwasserstoffsäurelösung eingestellt und mit Äthylacetat extrahiert.
Das Äthylacetat wird dann durch 16 ml n-Propanol ersetzt. Der gekühlten Lösung werden 4 ml
einer 1,25-inolaren Lösung von Kalium-2-äthylcaproat
in Butylacetat zugesetzt. Nach einem Stehenlassen über Nacht bei 00C sind 0,62 g (0,0016 Mol) des Kaliumsalzes
von 7-Phenoxyacetamidodesacetoxycephalosporansäure ausgefallen. Seine Struktur wird durch IR- und
PMR-Spektren bestätigt.
Kaliumsalz der 7-Phenylacetamidodesacetoxycephalosporansäure
Eine Mischung aus 2,5 g (0,0071 Mol) Benzylpenicillinsulfoxyd, 35 ml eines nachstehend näher angegebenen
Lösungsmittels, 14 ml (0,172MoI) Pyridin und 1,75 ml
(0,014 Mol) Dimethyldichlorsilan wird auf 800C während einer Zeitspanne von 8 Stunden erhitzt. Die
Reaktion wird dann beendet. Die erhaltene Reaktionsmischung wird abgekühlt und mit Wasser behandelt.
Nach dem Einstellen des pH auf 7,2 unter Verwendung einer Kaliumhydroxydlösung wird die organische
Schicht mit einer Phosphatpuffcrlösung mit einem pH von 7,2 extrahiert.
Die Menge des Kaliumsalzes von 7-Phenylacetamidodesacetoxydephalosporansäure
in den vereinigten wäßrigen Schichten wird unter Verwendung einer mikrobiologischen
Untersuchungsmethode unter Verwendung von Escherichia coli als Testmikroorganismus bestimmt
und in der folgenden Tabelle in Mol-Prozentsätzen in Bezug auf die Menge des Ausgangsmaterials ausgedrückt.
Außerdem wird auf das eingesetzte Lösungsmittel Bezug genommen.
Lösungsmittel
Ausbeute der gewünschten 7-(2-Äthoxynaphthamido)-desacetoxycephalosporansäure
und 8% der entsprechenden 42-Verbindung.
r> B e i s ρ i e I 11
7-Phenoxy acetamidodesacetoxycephalosporansäure
Eine Mischung aus 36,6 g (0,1 Mol) Phenoxymethylpe-
K) nicillinsulfoxyd, 360 ml (3,6 Mol) «-Picolin und 81 ml (0,64 Mol) Trimethylchlorsilan in 360 ml Chloroform
wird bei Zimmertemperatur 1 Stunde lang gerührt. Der Trimethylsilylester von Phenoxymethylpenicillinsulfoxyd
wird in situ gebildet. Die Mischung wird auf 800C
υ während einer Zeitspanne von 24 Stunden erhitzt und in
Wasser gegossen. Der pH wird durch Zugabe einer Natriumhydroxydlösung auf 7,9 eingestellt.
Die wäßrige Schicht wird mit 500 ml Äthylacetat gewaschen und mit Aktivkohle behandelt. Nach einer
Filtration in Gegenwart von 250 ml Äthylacetat erfolgt eine Einstellung auf einen pH von 1,5. Die wäßrige
Schicht wird noch einmal mit 250 ml Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetat-Schichten werden nach
einem Waschen mit 500 ml Wasser zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird mit Äthylacetat
verrieben, wobei man 8,31 g (25%) Phenoxymethyldesacetoxycephalosporin erhält.
Beispiel 12
jo Dieses Beispiel verdeutlicht die Wirkung der
Reaktionstemperatur auf die Ausbeute.
Man erhitzt eine Mischung aus 5 g (14 mMol) Benzylpenicillinsulfoxid, 60 ml (700 mMol) a-Picolin,
3,5 ml (30 mMol) Dimethyldichlorsilan und 40 ml Ben-
j5 zylcyanid auf die in der folgenden Tabelle angegebenen
Temperaturen. Nach den angegebenen Zeiten wird die Ausbeute, mit der die 7-Phenylacet-amidodesacetoxycephalosporansäure
gebildet wird, mikrobiologisch unter Verwendung von Escherichia coli als Testmikroorganismus
bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
1,2-Dichloräthan 20-22%
Benzylcyanid 20-22%
Dimethylformamid 16%
Acetonitril, Dioxan, Nitrobenzol, 1
Pyridin, Anisol, Benzol, I 13-16%
Benzonitril und Tetrachlorkohlenstoff J
50
Beispiel 10
7-(2-Äthoxynaphthamido)-desacetoxycephalosporansäure
Eine Mischung aus 2,6 g (6 mMol) 2-Äthoxynaphthylpenicillin-sulfoxyd,
20 ml Chloroform, 20 ml (200 mMol) «-Picolin und 4,8 ml (36 mMol) Trimethylchlorsilan wird
während einer Zeitspanne von 16 Stunden am Rückfluß gehalten. Die Reaktionsmischung wird dann in eine
kalte Mischung aus 50 ml Wasser und 30 ml Chloroform eo
gegossen. Nach der Einstellung des pH auf 1,5 unter Verwendung einer Chlorwasserstoffsäurelösung wird
die wäßrige Schicht mit 50 ml Chloroform extrahiert Die vereinigten Chloroformextrakte werden mit Wasser
gewaschen und zur Trockne eingedampft Der Rückstand (1,4 g) wird durch NMR analysiert, wobei
2,6-DichIoracetophenon als Standard verwendet wird. Er enthält 21% des nicht veränderten Sulfoxyds, 45%
Temperatur
(0C)
(0C)
Zeit
(h)
(h)
Ausbeute
130
120
100
90
80
70
60
0,25
0,5
216
34
42
45
35
54
37
31
42
45
35
54
37
31
Aus der obigen Tabelle ist zu erkennen, daß mit sämtlichen angewandten Reaktionstemperaturen, die in
dem beanspruchten Temperaturbereich liegen, Ausbeuten von 31 % und mehr erreicht werden können.
Beispiel 13
Dieses Beispiel verdeutlicht die Wirkung der Menge, in der die Base eingesetzt wird.
Man erhitzt eine Mischung aus 2,5 g (7,2 mMol)
Benzylpenicillinsulfoxid, 4,6 ml (35 mMol) Trimethylchlorsilan und 50 ml Benzylcyanid, die «-Picolin in den
in der folgenden Tabelle angegebenen Mengen enthält
während 22 Stunden auf 80°C. Dann bestimmt man die
Ausbeute, mit der 7-Phenyl-acetamidodesacetoxycephalosporansäure
gebildet wurde, mikrobiologisch unter Verwendung von Escherichia coli als Test-Mikroorganismus.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
Menge des | a-Picolins | Mol-Verhältnis | Ausbeute |
(in Bezug auf | |||
Benzylpenicillin- | |||
(ml) | (mMol) | sulfoxid) | (%) |
2,1 | 21 | 3 | 0 |
3,5 | 36 | 5 | 10 |
7 | 71 | 10 | 40 |
14 | 142 | 20 | 4! |
25 | 257 | 35 | 43 |
50 | 515 | 70 | 36 |
15 nismus die Ausbeute, in der 7-Phenylacetamido desacetoxycephalosporansaure
gebildet worden ist. Die Ausbeute beträgt 31 %.
Beispiel 15
DiesesBeispielverrleutlicht die Wirkung der Menge, in
der die Siliciumverbindung verwendet wird, auf die erzielten Ausbeuten.
Man erhitzt eine Mischung aus 2,5 g (7 m Mol) Benzylpenicillinsulfoxid, 17 ml (172 mMol) Λ-Picolin
und 30 ml 1,2-Dichloräthan, die Dimethyldichlorsilan in
solchen Mengen enthält, daß sich die in der folgenden Tabelle angegebenen Molverhältnisse ergeben, während
24 Stunden auf 800C. Dann bestimmt man mikrobiologisch unter Verwendung von Escherichia coli
als Test-Mikroorganismus die Ausbeute, in der 7-Phenylacetamido-desacetoxycephalosporansäure
gebildet wird. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
20
Die obige Tabelle verdeutlich die Tatsache, daß mit den Molverhältnissen von Benzylpenicillinsulfoxid zu
der eingesetzten Base, die innerhalb des beanspruchten Bereiches liegen, Ausbeuten erzielt werden, die 36%
und mehr betragen.
Beispiel 14
Dieses Beispiel belegt die Tatsache, daß erfindungsgemäß auch mit einer Silicium-Phenyl-Verbindung w
technisch fortschrittliche Ausbeuten erzielt werden können.
Man suspendiert 5 g (14 mMol) Benzylpenicillinsulfoxid in einer Mischung aus 60 ml a-Picolin, 40 ml
Benzylcyanid und 5,8 g (30 mMol) Phenylmethyldichlor- J5 silan. Man erhitzt die Mischung während 3 Stunden auf
100°C. Dann bestimmt man mikrobiologisch unter
Verwendung von Escherichia coli als Test-Mikroorga-
Molverhältnis der Sili | Ausbeute |
ciumverbindung zu | |
Benzylpenicillin | |
sulfoxid | (%) |
1 | 7 |
2 | 41 |
4 | 45 |
6 | 43 |
8 | 31 |
10 | 29 |
15 | 26 |
Aus der obigen Tabelle ist zu ersehen, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren unter variierender Molverhältnisse
gute Ausbeuten von 26% und mehr erzielt werden können.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Hersteilung von 7-Acylamido-3-methylceph-3-em-4-ca. bonsäurederivaten durch Erhitzen der entsprechenden 6-Acylamido-penicillansäuresulfoxidderivate, dadurch gekennzeichnet, daß man ein 6-Acylamidopenicillansäuresulfoxid, einen Benzylester oder ein Salz davon unter wasserfreien Bedingungen in Gegenwart von 10 bis 70 Mol einer Base, die aus der Gruppe auswählt ist, die Pyridin, Pyridin, das durch eine oder mehrere niedrigmolekulare Alkylgruppen substituiert ist, 2-Dimethylaminopyridin, Chinolin oder 3-MethylisochinoIin umfaßt, pro Mol des Penicillansäuresulfoxidderivats und in Gegenwart von 2 bis 15 MolTriäthylchlorsilan,Methyltrichlorsilan,tri-n- Propylbromsilan,Triäthylbromsilan,tri-n-Propylchlorsilan,Brommethyldimethylchlorsilan,tri-n-Butyl-chlorsilan,Methyldiäthylchlorsilan,Dimethyläthylchlorsilan,Phenyldimethylbromsilan,Benzylmethyläthylchlorsilan,Phenyläthylmethylchlorsilan,Tiiphenylchlorsilan,Tri-o-tolylchlorsilan,Tri-p-dimethylaminophenylchlorsilan,Trimethylchlorsilan oderDimethyldichlorsilanpro Mol des Penicillansäuresulfoxidderivats auf eine Temperatur von 60 bis 1300C erhitzt.
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