DE2400067C2 - Verfahren zur Herstellung von 7β-Amino-3-methylen-cepham-carbonsäureverbindungen - Google Patents

Description

CH₂

O = C-OR₂

IO

is

worin R* Wasserstoff, eine übliche Aminoschutzgruppe oder eine übliche Acylgruppe darstellt, R? für Wasserstoff steht, oder R* und R* zusammen eine übliche bivalente Aminoschutzgruppe darstellen, und R₁ für Wasserstoff oder eine übliche Carboxylschutzgruppe steht, sowie i-Oxyden davon, und Salzen von solchen Verbindungen mit salzbildend&n Gruppen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine 7jff-Amino-3-alkanoyloxymethyl-S-cephenM-carbonsäureverbindung der Formel

(ffl)

worin Rj und Rf die vorstehend angegebene Bedeutung haben, R eine Alkanoyloxygruppe mit 1 bis 7 C-Atomen bedeutet, Rj die Bedeutung von R₃ hat oder R und R₂ zusammen eine Epoxygruppe bedeuten, ein 1-Oxyd davon oder ein Salz einer solchen Verbindung in Gegenwart von Wasser bei einem pH von 2 bis 7 mit amalgamiertem Aluminium behandelt, und, wenn erwünscht, in einer erhaltenen Verbindung der Formel I geschützte funktionelle Gruppen in die freien funktioneilen Gruppen oder freie funktionelle Gruppen in geschützte funktioneile Gruppen überführt, und/oder, wenn erwünscht, eine erhaltene Verbindung mit salzbildender Gruppe in ein Salz oder ein erhaltenes Salz in die freie Verbindung oder in ein anderes Salz überführt, und/oder, wenn erwünscht, ein erhaltenes Isome-/engemisch in an sich bekannter Weise in die einzelnen Isomeren auftrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial ein Alkalimetall- oder ein Hydroxyniederalkylaminsalz einer Säure der Formel III verwendet.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man mit Quecksilber· (Il)-chlorid- oder -aeeiat amalgamiertes Aluminium-Grieß verwendet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart von Anionen der Fluorwasserstoff-, Oxal-, Wein-, Zitronen-, Metaphosphor-, Äthylendiamintetraessig-, Schwefelwasserstoff- oder Phosphorsäure reduziert.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart eines mit Niederalkyl disubstituierten Amids, wie Diäthylformamid oder Dimethylformamid oder in Gegenwart eines niederen Alkanols, wie Methanol oder Äthanol und/oder eines niederen Nitrils, vrt Acetonitril, oder in Gegenwart eines oder mehrerer organischer Lösungsmittel mit einem Gehalt von mindestens 10 bis 20% Wasser reduziert.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen zwischen 25 und 50° reduziert.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert durch Zugabe einer wasserlöslichen organischen oder anorganischen Säure auf 6 bis 7 einstellt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 7jS-Auiino-3-iüctriylcri-cephani-carböriSäureyerbindungen der Formel

Rf

O = C-OR₂

worin R' Wasserstoff, eine übliche Aminoschutzgruppe oder eine übliche Acylgruppe darstellt, R\ für Wasserstoff steht, oder R* und K] zusammen eine übliche bi- valente Aminoschutzgruppe darstellen, und R₂ für Wasserstoff oder eine übliche Carboxylschutzgruppe steht, sowie 1-Oxyden davon, und Salzen von solchen Verbindungen mit salzbildenden Gruppen. Die Verbindung der Formel I₄ ihre 1-Oxyde oder ihre Salze können als Zwischenprodukte zur Herstellung antibiotisch wirksamer Cephalosporan-Verbindungen verwendet werden.

In Verbindungen der Formel I weist die gegebenenfalls geschützte Carboxylgruppe der Formel

-C(=O)-OR₂

vorzugsweise die α-Konfiguration auf. Eine übliche AminoschutzgrupF-r. R* ist eine durch Wasserstoff ersetzbare Gruppe, in erster Linie eine 5e«cht abspaltbare Acylgruppe Ac, z. B. eine Formylgruppe, fernrr eine Triarylmethyl-, insbesondere die Tritylgruppe, sowie eine organische Silyl- sowie eine organische Stannylgruppe. Eine Gruppe Ac stellt in erster Linie den Acylrest eines Kohlensäurehalbderivates dar.

Eine bivalente Aminoschutzgruppe ist insbesondere der bivalente Acylrest einer organischen Dicarbonsäure, vorzugsweise mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen, in

μ erster Linie der Diacylrest einer aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäucd. Die Aminoschutzgruppe kann auch einen organischen, wie einen aliphatischen, cycloaliphatischen, cycloaliphatisch-aliphatischen oder araliphatischen Ylidenrest, vorzugsweise mit bis zu 18

b'j Kohlenstoffatomen, darstellen.

Eine geschützte Carboxylgruppe der Formel

-C(=O)-ORj

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ist in erster Linie eine veresterte Carboxylgruppe.

Die Gruppe R₂ kann deshalb ein organischer Rest sein, der vorzugsweise bis zu 18 Kohlenstoffatome enthält

Solche organischen Reste sind z. B. aliphatische, cycloaliphatische, cycloaliphatisch-aliphatische, aromatische oder araliphatische Reste, insbesondere gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste dieser Art, sowie heterocyclische oder heterocyclisch-aliphatische Reste.

Die Gruppe R₂ kann auch für einen organischen SiIyI-rest sowie einen organometallischen Rest, wie eine entsprechende organische Stannylgnippe, insbesondere eine durch 1 bis 3 gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste, vorzugsweise mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen, wie aliphatische Kohlenwasserstoffreste, und gegebenenfalls durch Halogen, wie Chlor, substituierte SiIyI- oder Stannylgruppe, stehen.

Weitere Beispiele für die Gruppe Rf sind Benzyloxycarbonyl, HexmoyL OctanoyL Butylthioacetyl, Allylthiöäcetyl, S-Amino-S-carboxyl-vaJeryi (niit gegebenenfalls, z. B. wie angegeben, wie durch einen Monoacyl- oder Diacylrest, z. B. einen gegebenenfalls halogenierten Niederalkanoylrest, wie Acetyl oder Dichloracetyl, oder Phthaloyl, substituierter Aminogruppe und/oder gegebenenfalls funktionell abgewandelter, z. B. in Salz-, wie Natriumsalz-_Aoder in Ester-, wie Niederalkyl-, z. B. Methyl- oder Äthyl-, oder Arylniederalkyl-, z. B. Diphenylmethylesterform, vorliegender Carboxylgruppe), Phenylacetyl, 3-Chlorphenylacetyl, Phenyloxyacetyi Phenylthioacetyl, insbesondere Phenylglycyl, 4-HydroxyphenylglycyI, S-ChloM-hydroxyphenylglycyl oder S.i-Dichlor-Vhydroxy-phenylglycyl (wobei in diesen Resten die Aminpgruppe gegebenenfalls, z. B. wie oben angegeben, substituiert sein kann), a-Hydroxy-phenylacetyl (wobei in diesen Resten die Hydroxygruppe gegebenenfalls, ähnlich wie die Aminogruppe, z. B. durch einen geeigneten Acylrest, insbesondere durch Formyl oder einen Acylrest eines Kohlensäurehalbesters, geschützt sein kann) oder a-O-Methyl-phosphono-phenylacetyl oder ύτ-Ο,Ο-Dimethylphosphono-phenylacetyl, ferner a-Carboxyphenylactyl (mit gegebenenfalls, z. B. wie oben angegeben, funktionell abgewandelter Carboxylgruppe), 2-ThienyIacetyl, 3-Thienylacetyl, ff-Carboxy-2-thienylacetyl oder ar-Carboxy-3-thienylacetyl (gegebenenfalls mit funktionell, z. B. wie oben angegeben, abgewandelter Carboxylgruppe), ff-Amino-2-thienylacetyl (gegebenenfalls mit, z. B. wie oben angegeben, substituierter Aminogruppe), ff-Sulfo-phenylacetyl (gegebenenfalls mit, z. B. wie die Carboxylgruppe, funktionell abgewandelter Sulfogruppe).

Ein leicht abspaltbarer Acylrest Ac, insbesondere eines Kohlensäurehalbesters, ist in erster Linie ein durch Reduktion, z.B. beim Behandeln mit einem ehemischen Reduktionsmittel, oder durch Säurebehandlung, z. B. mit Trifluoressigsäure, abspaltbarer Acylrest eines Halbesters der Kohlensäure, wie ein, vorzugsweise in ar-Stellung mehrfach verzweigter oder durch Arylcarbonyl-, insbesondere Benzoylreste, oder in ^β-Stellung durch Halogenatome substituierter Niederalkoxycarbonylrest, z. B. tert.-Butyloxycarbonyl, tert-P^ntyloxycarbonyl, Phenacyloxycarbonyl, 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl oder 2-Jodäthoxycarbonyl oder ein in letzteren überführbarer Rest, wie 2-Chlor- oder 2-Bromäthoxycarbonyl, ferner, vorzugsweise polycyclisches Cycloalkoxycarbonyl, z. b. Adamantyloxycarbonyl, gegebenenfalls substituiertes Phenylniederalkoxy-

·ΐη

carbonyl, wie 4-MethoxyphenylmethoxycarbonyL in erster Linie a-PhenylniederalkoxycarbonyL, worin die abteilung vorzugsweise mehrfach substituiert ist, z. B. Diphenylmethoxycarbonyl oder ff-4-Biphenylyl-a- methyl-äthyloxycarbonyl, oder Furylniederalkoxycarbonyl, in erster Linie a-Furylniederaikoxycarbonyl, z. B. Furfuryloxycarbonyl.

Eine bivalente Acylgruppe ist z. B. der Acylrest einer Niederalkan- oder Niederalkendicarbonsäure, wie Succinyl, oder einer o-Arylendicarbonsäure, wie Phthaloyl.

Eine Gruppe R₂ ist z. B. NiederalkyL wie Methyl, Äthyl, n-Propyi oder Isopropyl, das zusammen mit der -C(=O)-O-Gruppierung eine veresterte Carboxylgruppe bildet, die insbesondere in 2-Cephemverbindungen leicht in eine freie Carboxylgruppe oder in eine andere funktionell abgewandelte Carboxylgruppe übergeführt werden kann.

Eine Gruppe R₂, welche zusammen mit einer -C(=O)-O-Gruppiening eine besonders leicht spaltbare veresterte Carboxylgruppe bildet, steht z. B. für 2-H3logen-niederalkyi, worin Halogen vorzugsweise ein Atomgewicht von über 19 hat Ein solcher Rest bildet zusammen mit der -C(=O)-O-Gruppierung eine, beim Behandeln mit chemischen Reduktionsmitteln unter neutralen oder schwach sauren Bedingungen, z.B. mit Zink in Gegenwart von wäßriger Essigsäure, leicht spaltbare veresterte Carboxylgruppe oder eine in eine solche leicht überführbare veresterte Carboxylgruppe und ist z. B. 2,2,2-TrichIoräthyI oder 2-Jodäthyl, ferner 2-Chloräthyl oder 2-Bromäthyl, das sich leicht in letzteres überführen läßt

Eine Gruppe R₂, die zusammen mit der -C(=O)-O-Gruppierung eine ebenfalls beim Behandeln mit chemischen Reduktionsmitteln unter neutralen oder schwach sauren Bedingungen, z. B. beim Behandeln mit Zink in Gegenwart von wäßriger Essigsäure, femer beim Behandeln mit einem geeigneten nucleophilen Reagens, z. B. Natriumthiophenolat, leicht spaltbare veresterte Carboxylgruppe darstelk, fct eine Arylcarbonylmethylgruppe, worin Aryl insbesondere für eine gegebenenfalls substituierte Pherjylgruppe steht, und vorzugsweise Phenacyl.

Die Gruppe R₂ kann auch für eine Arylmethylgruppe stehen, worin Aryl insbesondere einen moncyclischen, vorzugsweise substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffrest bedeutet. Ein solcher Rest bildet zusammen mit der -C(=O)-O-Gruppierung eine beim Bestrahlen, vorzugsweise mit ultraviolettem Licht, unter neutralen oder sauren Bedingungen leicht spaltbare, veresterte Carboxylgruppe. Ein Arylrest in einer solchen Arylmethylgruppe enthält als Substituenten insbesondere Niederalkoxy, z. B. Methoxy (die beim bevorzugten Phenylrest in erster Linie in 3-, 4- und/oder 5-Stellung stehen), und/oder vor allem Nitro (beim bevorzugten Phenylrest vorzugsweise in 2-Stellung). Solche Reste sind in erster Linie 3- oder4-Methoxybenzyl, 3,5-Dimethoxy-benzyl, 2-Nitro-benzyl oder 4,5-Dimethoxy-2-nitro-benzyl.

Eine Gruppe R₂ kann auch einen Rest darstellen, der zusammen mit der -C(=Q)-O-Gruppierung eine unter sauren Bedingungen, z. B. beim Behandeln mit Trifluoressigsäure oder Ameisensäure, leicht spaltbare, veresterte Carboxylgruppe bildet. Ein solcher Rest ist in erster Linie eine Methylgruppe, die durch gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste, insbesondere aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste, wie Niederalkyl, z. B. Methyl und/oder Phenyl, polysubstituiert oder durch eine, Elektronen abgebende

Substituenten aufweisende, carbocyclische Arylgnippe oder eine, Sauerstoff oder Schwefel als Ringglied aufweisende, heterocyclische Gruppe aromatischen Charakters monosubstituiert ist, oder dann in einem polycycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest ein Ringglied oder in einem oxa- oder thiacycloaliphatischen Rest das die α-Stellung zum Sauerstoff- oder Schwefelatom darstellende Ringglied bedeutet

Bevorzugte polysubstituierte Methylgruppen dieser Art sind tert-Niederalkyl, z. B. tert-Butyl öder tert-Pentyl, gegebenenfalls substituiertes Diphenylmethyl, z. B. Diphenyimethyl oder 4,4'-Dimethoxy-diphenylmethyL, ferner 2-(4-Biphenylyl)-2-propyl, während eine die obgenannte substituierte Arylgruppe oder die heterocyclische Gruppe enthaltende Methylgruppe z.B. ff-Niederalkoxyphenyl-niederalkyl, wie 4-Methoxybenzyl oder 3,4-DimethoxybeBzyl, bzw. Furfuryl, wie 2-FurfuryL ist Ein polycycloaliphatisdier Kohlenwasserstoifrest ist z. B. Adamantyl, wie 1-AdamantvL. und ein obgenannter oxa- oder thiacycloaliphatischer Rest bedeutet z. B. 2-Tetrahyroruryl, 2-Tetrahydropyranyl oder 2,3-Dihydro-2-pyranyl oder entsprechende Schwefelanaloge.

Der Rest R₂ kann auch eine Gruppe darstellen, die zusammen mit der -C(=O)-O-Gruppierung eine hydrolytisch, z. B. unter schwach basischen oder sauren Bedingungen, spaltbare veresterte Carboxylgruppe bildet Ein solcher Rest ist vorzugsweise Nitrophenyl, z. B. 4-Nitrophenyl oder 2,4-Dinitrophenyl, Nitrophenylniederalkyl, z. B. 4-Nitrobenzyl, Polyhalogenphenyl, z. B. 2,4,6-Trichlorphenyl oder 2^,4,5,6-PentachlorphenyL ferner Cyanmethyl, sowie Acylaminomethyl, z. B. Phthaliminomethyl oder Succinyliminomethyl.

Die Gruppe R₂ kann auch eine zusammen mit der -C(=O)-O-Gruppierung eine unter hydrogenolytischen Bedingungen spaltbare veresterte Carboxylgruppe bildende Gruppe darstellen, und istz. B. gegebenenfalls, z. B. durch Niederalkoxy oder Nitro, substituiertes a-Phenylniederalkyl, wie Benzyl, 4-Methoxybenzyl oder 4-Nitrobenzyl.

Die Gruppe R₂ kann auch eine zusammen mit der Gruppierung -C(=0)-0 eine unter physiologischen Bedingungen spaltbare veresterte Carboxylgruppe bildende Gruppe, in erster Linie Niederalkanoyloxymethyl, z. B. Acetyloxymethyl oder Pfvaloylmethyl, darstellen.

Eine SUyI- oder Stannylgruppe R₂ enthält vorzugsweise gegebenenfalls substituierte aliphatische, cycloaliphatische, aromatische oder araliphatische Kohlenwasserstoffreste, wie Niederalkyl-, Cycloalkyl-, Phenyl- oder Phenylniederaifcylgruppen, und stellt in erster Linie Triniederalkylsilyl, z. B. Trimethylsilyl, oder Triniederalkylstannyl, z. B. Tri-n-butylstannyl, dar.

Salze sind diejenigen von Verbindungen der Formel I mit einer sauren Gruppierung, in erster Linie Metalloder Ammoniumsalze, wie Alkalimetall- und Erdalkalimetall-, z. B. Natrium-, Kalium-, Magnesium- oder CaI-ciumsalze, sowie Ammoniumsalze mit Ammoniak oder geeigneten organischen Aminen, wobei in erster Linie aliphatische, cycloaliphatische, cycloaliphatisch-aliphatische oder araliphatische primäre, sekundäre oder tertiäre Mono-, Di- oder Polyamine, sowie heterocyclische Basen für die Salzbildung in Frage kommen, wie Niederalkylamine, z. B. Triethylamin, Hydroxy-niederalkylamine, z.B. 2-Hydroxyäthylarnin, Bis-(2-hydroxyäthyl)-amin odorTri-(2-hydroxyäthyt)-amin, basische aliphatische Ester von Carbonsäuren, z. B. 4-Aminobenzoesäure-2-diäthylaminoäthyle3ter, Niederalkylenamine, z. B. 1-ÄthyI-piperidin, Cycloalkylamine, z. B. Bicyclohexylamin, oder Benzylamine, z. B. N,N'-Dibenzyl-äthylendiamin, ferner Basen vom Pyridjntyp, z. B. Pyridin, CoUidin oder Chinolin. Verbindungen der ä Formel L, die eine basische Gruppe aufweisen, können ebenfalls Säureadditionssalze, z. B. mit anorganischen Säuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure, oder mit geeigneten organischen Carbon- oder Sulfonsäuren, z. B. Trifluoressigsäure oder 4-Methylphenylsulfonsäure, bilden. Verbindungen der Formel I mit einer sauren und einer basischen Gruppe können auch in Form von inneren Salzen, d. h. in zwitterionischer Form, vorliegen.
Besonders erwähnenswert sind diejenigen Salze von Verbindungen der Formel I mit einer sauren Gruppierung, die sich von den bei der erfindungsgemäßen Herstellung verwendeten oder sich während der Reaktion bildenden Kationen ableiten.
Einige unter die Formel I fallende Verbindungen sowie 1-Oxyde und Salze davon und Verfahren zu ihrer Herstellung sind bereits beka?;,it So können solche Verbindungen hergestellt werden, indem man eine 7-Amino- oder T-Acylamino-S-acetoxymethyl-S-cephem-4-carbonsäure gemäß der holländischen Offenlegungsschrift 71./16 873, eine 3-thiosubstituierte 7-Amino- oder 7-Acylamino-3-thiomethyl-3-cepht-m-4-carbonsäureverbindung gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 22 09 020 oder ein Cephalosporansäurederivat gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 2216146 nach verschiedenen Methoden reduziert

Die NL-OS 71./16 873 beschreibt unter anderem die Herstellung von 3-Methylen-cephamverbindungen aus S-Acetoxymethyl-S-cephemverbindungen durch Behandlung letzterer mit einer zweiwertigen Clhromverbindung. Hauptaufgabe des Patentes ist die Herstellung von S-MethylO-cephem-Verbindungen. Die 3-Methylen-Verbindungen werden entweder gar nicht oder als Nebenprodukte in niedriger Ausbeute erhalten.

In der DE-OS 22 09 020 werden 3-subst. Mercaptomethyl-3-cephem-Verbindungen mit Zink und Ameisensäure oder mit Aluminiumamalgam reduziert. Zink and Ameisensäure in Gegenwart von DMF sind das bevorzugte Reduktionsmittel und geben Ausbeuten von nur 35,6 bis 65,8%.

Die Verwendung von Aluminiumamalgam zur Reduktion von S-subst.-MercaptomethyW-cephem-Verbindungen war im Verhältnis zur Reduktion mit Zinkstaub und Ameisensäure außerordentlich unbefriedigend (Ausbeute 6,1%).

Die elektrolytische Reduktion gemäß DE-OS 2216146 wurde vom Erfinder der vorliegenden Methode unter Abwandlung vieler Parameter genau untersucht. Zwar konnte eine Ausbeute von maximal etwa 70% erzielt wurden, jedoch ergab die Inkonstanz mehrerer Variabler keine reproduzierbaren Werte. Dieses Verfahren ist daher für öi;ie technische Synthese nicht geeignet. Durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung lassen sich S-Acetyloxymethyl-S-cephem-Verbindungen in überraschender und fortschrittlicher Weise mit AIuminiumamalgäim zu den entsprechenden 3-Methylen-Verbindungsn reduzieren;

So sind die Ausbeuten unerwartet gut. Dk erreichbaren Ausbeuten liegen z.T. wesentlich höher als die mit Zink und Ameisensäure erhaltenen. In der DE-OS 22 09 020 werden max. Ausbeuten von 65,8% erreicht. Nach dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Anmeldung werden aber maximale Ausbeuten bis zu 81% erreicht (Beispiel 12).

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Auch der Reinheitsgrad der isolierten Verbindungen ist sehr hoch. In der erfindungsgemäßen Reduktion werden höchstens 5% isomere S-MethylO-cephemverbindung gebildet und die kristallinen Qualitäten enthalten praktisch überhaupt kein 3-Methyl-3-csphem als Nebenprodukt.

Ferner soll auch daraufhingewiesen werden, daß das in der DE-OS 22 09 020 verwendete Ausgangsmaterial zunächst aus dem natürlich vorkommenden 3-Acetoxymethyl- oder 3-Hydroxy-methyl-3-cephem hergestellt werden muß, was mindestens eine zusätzliche Stufe bedeutet, wobei die Gesamtausbeutr. erniedrigt und die Gesamtkosten erhöht würden.

Aus den obengenannten Veröffentlichungen geht hervor, daß die T^-Amino^-methylencepham^-carbonsäureverbindungen der Formel 1! selbst keine oder nur geringe antibiotische Eigenschaften besitzen, daß

methyl-3-cephem-4-carbonsäureverhindungen isomerisiert werden können. Solche 3-Methylverbindungen, z.B. das Cefalexin (7/?-(D-a-Aminophenylacetamido)-desacetoxy-cephalosporansäure), haben auch bei oraler Applikation ausgezeichnete antibiotische Eigenschaften und können deshalb zur Behandlung verschiedener bakterieller Infektionen an Mensch und Tier verwendet werden.

Verbindungen der Formel I sowie deren 1-Oxyde können ferner als Zwischenprodukte zur Herstellung von wertvollen 3-Oxo-cepruirn- sowie 3-Hydroxy- und 3-substituierte-Hydroxy-3-cephemverbindungen verwendet werden. Von diesen sind besonders wertvoll die Verbindungen der Formel

(II)

worin Rf, Rf und R₁ die vorstehend genannte Bedeutung haben, und R₃ für einen gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest oder eine AcyJgruppe steht, und die eine Doppelbindung in 2,3- oder in 3,4-Stellung enthalten, sowie 1-Oxyde von Verbindungen der Formel II, worin die Doppelbindung in 3,4-Stellung steht, oder Salze von solchen Verbindungen mit salzbildenden Gruppen.

Besonders wertvoll sind die Verbindungen der Formel I, worin R" Wasserstoff oder einen, in einem fermentativ (d. h. natürlich vorkommenden) herstellbaren N-Acylderivat einer ojS-Amino-penam-S-carbonsäure- oder 7jS-Amtao-3-cephem-4-caAorjsäurevert>indung enthaltenen Acyirest oder einen leicht abspaltbaren Acyirest eines Kohlensäurehalbderivats, insbesondere eines Kohlensäurehalbesters bedeutet, Rf für Wasserstoff steht, und R₂ für Wasserstoff, gegebenenfalls, z. B. durch gegebenenfalls substituiertes Aryloxy, wie Niederalk-Gxypbenyloxy, z. B. 4-Methoxypher.iyloxy, Niederalkanoyloxy. z. B. Acetyloxy oder Pivaloyloxy, oder Arylcarbonyl, z. B. Benzoyl, oder Halogen, z. B. Chlor, Brom oder Jod, oder gegebenenfalls substituiertes Aryl, wie Phenyl, Niederalkoxyphenyl, Nitroplienyl oder Diphenyl substituiertes Niederalkyl, wie NiederalkyL, z. B.

Methyl, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, η-Butyl, tert.-Butyl oder tert-Pentyl, gegebenenfalls durch Niederalkoxy substituiertes Bis-phenyloxy-methyl, z. B. Bis-4-methoxyphenyloxy-methyl, Phenacyl, Niederalkanoyloxy-■> methyl, ζ. B. Acetyloxymethyl oder Pivaloyloxymethyl, oder 2-HalogenniederaIkyl, z. B. 2,2,2-Trichloräthyl, 2-Chloräthyl, 2-Bromäthyl oder 2-Jodäthyl, für gegebenenfalls substituiertes Pher.ylniederalkyl, insbesondere 1-Phenylniederalkyl, wie Phenylmethyl, wobei solche

ίο Reste 1 -3 gegebenenfalls, z. B. durch Niederalkoxy, wie Methoxy, Nitro oder Phenyl, substituierte Phenylreste enthalten können, z. B. Benzyl, 4-Methoxy-benzyl, 2-Biphenylyl-2-propyl, 4-Nitro-benzyl, Diphenylmethyl, 4,4'-Dimethoxy-diphenylmethyl oder Trityl, für

ι "> Triniederalkylsilyl, z. B. Trimethylsilyl steht, sowie die 1-Oxyde dieser Verbindungen, ferner Salze von solchen Verbindungen mit salzbildenden Gruppen.

in srstsr Linie steht in einer Verbindun⁰ der Forrne! I ferner in einem entsprechenden 1-Oxyd und in Salzen

-'<■' von solchen Verbindungen mit salzbildenden Gruppen Ri für WasserstofToder einen in fermentativ (d. h. natürlich vorkommenden) herstellbaren N-Acylderivaten von 6/?-Amino-penam-3-carbonsäure- oder 7/if-Amino-3-cephem-4-carbonsäureverbindungen enthaltenen Acyl-

2i rest, wie einen gegebenenfalls, z. B. durch Hydroxy, substituierten Phenylacetyl- oder Phenyloxyacetylrest, ferner "inen gegebenenfalls, z. B. durch Niederalkylthio, sowie durch gegebenenfalls substituiertes, wie acyliertes Amino und/oder funktionell abgewandeltes, wie

J" verestertes Carboxyl, substituierten Niederalkanoylrest, z. B. 4-Hydroxy-phenylaceivl, Hexanoyl, Octanoyl oder n-Butylthioacetyl, und insbesondere 5-Amino-5-carboxy-valeryl, worin die Amino- und/oder die Carboxylgruppen gegebenenfalls geschützt sind und z. B. als

j> Acylamino bzw. verestertes Carboxyl vorliegen, oder einen in hochwirksamen N-Acylderivaten von 6^-Amino-penam-3-carbonsäure- oder T/J-AminoO-cephen^- carbonsäureverbindungen vorkommenden Acyirest, wie Thienylacetyl, z. B. 2-Thienylacetyl, besonders Phenyl-

·"> glycy1,3- oder 4-Hydroxy-, 3-Chlor-4-hydroxy- oder 3,5-Dichlor-4-hydroxy-phenylglycyl, gegebenenfalls mit geschützten Hydroxygruppen, und worin die Aminognippe gegebenenfalls als Substituenten eine hydrolytisch abspaltbare Tritylgruppe oder einen, z. B. beim Behandeln mit einem sauren Mittel, wie Trifluoressigsäure, oder mit einem chemischen Reduktionsmittel, wie Zink in Gegenwart von wäßriger Essigsäure, abspaltbaren oder einen in einen solchen überführbaren Acyirest, vorzugsweise einen geeigneten Acyirest eines

so Kohlensäurehalbesters, wie einen der obgen^mten, z. B. gegebenenfalls Halogen- oder Benzoyl-substituierten Niederalkyloxycarbonylreste, z. B. 2,2,2-Trichloräthyloxycarbonyl, 2-Chloräthoxycarbonyl, 2-Bromäthoxycarbonyl, 2-Jodäthoxycarbonyl, tert.-Butyloxycarbonyl oder Phenacyloxycarbonyl, oder eines Kohlensäurehalbamids, wie Carbamoyl oder N-Methylcarbainoyl, enthält, ferner a-Thienylglycyl, wie a-2- oder ύτ-3-Thienylglycyl, ferner e-Carboxy-phenylacetyl oder a-Carboxy-2-Üiienylacetyl (gegebenenfalls mit funktionell abgewandelter, z. B. in Salz-, wie Natriumsalzform, oder in Ester-, wie Niederalkyl-, z. B. Methyl- oder Äthyl, oder Phenylniederalkyl-, z. B. Diphenylmethylesterform, vorliegender Carboxylgruppe), ar-Sulfo-phenylacetyl (gegebenenfalls mit, z. B. wie die Carboxylgruppe, funktionell abgewandelter Sulfogruppe), a-Phosphono-, a-O-Methylphosphono- oder a<),O-Dimethyl-phosphono-phenylacetyl, oder a-Hydroxy-phenylacetyl (gegebenenfalls mit funktionell abgewandelter

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ίο

Hydroxygruppe, insbesondere mit einer Acyloxygruppe, worin Acyl einen, vorzugsweise leicht, ζ. B. beim Behandeln mit einem sauren Mittel, wie Trifluoressigsäure, oder mit einem chemischen Reduktionsmittel, wie Zink in Gegenwart von wäßriger Essigsäure, abspaltbaren oder einen in einen solchen überfuhrbaren Acylrest, vorzugsweise einen geeigneten Acylrest eines Kohlensäurehalbesters, wie einen der obgenannten, z. B. gegebenenfalls durch Halogen oder Benzoyl substituierten Niederalkoxycarbonylrest, z. B. 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl, 2-Chloräthoxy;arbonyl, 2-Bromäthoxycarbonyl, 2-Jodäthoxycarbonyl, tert.-Butyloxycarbonyl oder Phenacyloxycarbonyl, ferner Formyl bedeutet), und R? fiir Wasserstoff, und R₂ stellt Wasserstoff, Niederalkyl, insbesondere α-polyverzweigtes Niederalkyl, z. B. tert.-Butyl, ferner Methyl oder Äthyl, 2-Halogen-niederalkyl, z. B. 2,2,2-Trichloräthyl, 2-Jodäthyl oder das leicht in dieses überführbare 2-Chloräthy! oder 2-Bromäthy!, PhcnacyS, l-Phcnylniedcrslfcy! mit 1-3, gegebenenfalls durch Niederalkoxy oder Nitrosubstituierten Phenylresten, z. B. 4-Methoxybenzyl, 4-Nitrobenzyl, Diphenylmethyl, 4,4'-Dimethoxydiphenylmethyl oder Trityl, Niederalkanoyloxymethyl, z. B. Acetyloxymethy) oder Pivaloyloxymethyl, Niederalkoxycarbonyl, z. B. Äthoxycarbonyl, oderNiederalkanoyl, z. B. Acetyl, dar.

Die Erfindung betrifft in erster Linie die Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R* Wasserstoff bedeutet, R* Wasserstoff, eine Acylgruppe der Formel

Ar—(XL — CH- CO-R

worin Ar Phenyl, ferner Hydroxyphenyl, ζ. Β. 3- oder 4-Hydroxyphenyl, oder Hydroxy-chlorphenyl, z. B. 3-Chlor-4-hydroxyphenyl- oder 3,5-Dichlor-4-hydroxyphenyl, wobei in solchen Resten Hydroxysubstituenten durch Acylreste, wie gegebenenfalls halogenierte Niederalkoxycarbonylreste, z. B. tert.-Butyloxycarbonyl oder 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl, geschützt sein können, sowie Thienyl, z. B. 2- oder 3-Thienyl, darstellt, X Sauerstoff oder Schwefel darstellt, m für 0 oder 1 steht, und R für Wasserstoff oder, wenn m 0 darstellt, für gegebenenfalls geschütztes Amino, wie Acylamino, ζ. Β. α-polyverzweigtes Niederalkoxycarbonylamino, wie tert-Butyloxycarbonylamino, oder 2-Halogenniederalkoxycarbonylamino, z.B. 2^-Tn\:bJoräthoxycarbony!arnino, 2-Jodäthoxycarbonylamino oder 2-Bromäthoxycarbonylamino, oder 3-Guanylureido, ferner Sulfoamino oder Tritylamino, gegebenenfalls geschütztes Carboxy, ζ. Β. verestertes Carboxy, wie Phenylniederalkoxycarbonyl, z. B. Diphenylmethoxycarbonyl, gegebenenfalls geschütztes Sulfo, wie in Alkalimetall-, z.B. Natriumsalzform, vorliegendes Sulfo, gegebenenfalls geschütztes Hydroxy, wie Acyloxy, z. B. a-polyverzweigtes Niederalkoxycarbonyloxy, wie terL-Butyloxycarbonyloxy, oder 2-Halogenniederalkoxycarbonyloxy, wie 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyloxy, 2-Jodäthoxycarbonyloxy oder 2-Bromäthoxycarbonyloxy, ferner Formyloxy, oder O-Niederalkylphosphono oder 0,0-Diniederaikylphosphono, z. B. O-Methylphosphono oder O,O-Dimethylphosphono, steht, oder einen S-Amino-S-carboxy-vale- rylrest bedeutet, worin die Amino- und Carboxygruppe gegebenenfalls geschützt sind und z. B. als Acylamino, ζ. B. Niederalkanoylamino, wie Acetylamino, Halogenniederalkanoylamino, wie Dichloracetylamino, oder Phthaloylamino, bzw. als verestertes Carboxy, wie Phenylniederalkoxycarbonyl, z. B. Diphenylmethoxycarbonyl, vorliegen, R₂ für Wasserstoff, Niederalkyl, insbesondere a-polyverzweigtes Niederalkyl, z. B. tert.-Butyl, 2-Halogen-niederalkyl, z. B. 2,2,2-Trichloräthyl, 2-Jod äthyl oder 2-Bromäthyl, oder gegebenenfalls, z. B. durch Niederalkoxy, z. B. Methoxy, substituiertes Diphenylmethyl, z. B. Diphenylmethyl, oder 4,4'-Dimethoxydiphenylmethyl steht, ferner die entsprechenden 1 -Oxyde davon, ferner die Salze von solchen Verbindun gen mit salzbildenden Gruppen,

In als besonders wertvoll zu bezeichnenden Verbindungen der Formel I oder 1-Oxyden davon, steht R' für Wasserstoff, für den Acylrest der Formel A, worin Ar Phenyl, X Sauerstoff, n>. 0 oder i. und R Wasserstoff, oder, wenn m 0 darstellt, gegebenenfalls geschütztes Amino, wie Acylamino, ζ. B. a-polyverzweigtes Niederalkoxycarbonylamino, wie tert.-Butyloxycarbonylamino, oder 2-Halogenniederalkoxycarbonylamino, z. B. 2,2,2-Trichloräthoxycarbonylamino, 2-Jodäthoxycarbo-

-'5 nylamino, oder 2-BromäthoxycarbonyIamino, gegebenenfalls geschütztes Hydroxy, wie Acyloxy, z. B. a-polyverzweigtes Niederalkoxycarbonyloxy, wie tert.-Butyloxycarbonyloxy, oder 2-Halogenniederalkoxycarbonyloxy, wie 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyloxy, 2-Jodäth-

JO oxyearbonyloxy oder 2-Bromäthoxycarbonyloxy, ferner Formyloxy, oder O-Niederalkyl- oder 0,0-Diniederalkylphosphono, z. B. O-Methylphosphono oder Ο,Ο-Dimethyl-phosphono, bedeuten, oder für einen 5-Amino-5-carboxy-valerylrest, worin die Amino- und Carb-

J^ oxygruppe gegebenenfalls geschützt sind und z. B. als Acylamino, ζ. Β. Niederalkanoylamino, wie Acetylamino, Halogenniederalkanoylamino, wie Dichloracetylamino, oder Phthaloylamino, bzw. als verestertes Carboxy, wie Phenylniederalkoxycarbonyl, z. B. Diphenyl-

w methoxycarbonyl, vorliegen, R* stellt Wasserstoff dar, und R₂ bedeutet Wasserstoff, gegebenenfalls in 2-Stellung Halogen·, ζ. B. Chlor-, Brom- oder Jod-substituiertes Niederalkyl, insbesondere α-polyverzweigtes Niederalkyl, z. B. tert.-Butyl, oder 2-Halogen-niederalkyl,

z. B. 2,2,2-Trichloräthyl, 2-Jodäthyl oder 2-Bromäthyl, oder gegebenenfalls Niederalkoxy-, wie Methoxy-sub stituiertes Diphenylmethyl, z. B. Diphenylmethyl oder 4,4'-Dimethoxy-diphenylmethyl.

Erfindungsgemäß herstellbare, besonders wertvolle

Einzelverbindungen sind die 3-MethyIen-7/Hphenylacetylamino)-cepham-4a-carbonsäure, die 7jJ-Amino-S-methylen-cepham^a-carbonsäure, die 3-Methylen-TXS-benzoylamino-adipoylamino^pham^ff-carbonsäure, die 3-Methylen-7><D-a-p-methoxybenzyloxy- carbonylamino-a-phenylacetylamino)-cepham-4a-carbonsäure, das S-Methylen-TMD-ar-tert.-butyloxycarbonylamino-phenylacetylaminoj-cepham^o-carbonsäure- 1-oxyd, die 3-Methylen-7jS-(D-ff-tert--^bu^ty^loxy^carD°- nylamino-phenylacetylamino)-cepham-4ß-carbonsäure und die 3-Methylen-7>phenoxyacetylamino<epham-4a-carbonsäure sowie deren Salze und Ester, z. B. die Diphenylmethylester.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von T^-Ammo-S-methylencepham^-carbonsäurever bindungen der Formel I und ihren Salzen ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine 7/S-Amino-3-alkanoyloxymethyl-3-cephem-4-carbonsäureverbindung der Formel

Il

worin Rf und Rf die vorstehend angegebene Bedeutung haben, Reine Alkanoyloxygruppe mit 1 bis7 C-Atomen bedeutet, R°, die Bedeutung von R_, hat oder R und R*₂ zusammen eine Epoxygmppe bedeuten, ein 1-Oxyd davon oder ein Salz einer solchen Verbindung in Gegenwart von Wasser bei einem pH von 2 bis 7 mit amalgamiertem Aluminium behandelt, und, wenn erwünscht, in einer erhaltenen Verbindung der Formel I geschützte funktionell Gruppen in die freien funktionellen Gruppen oder freie funktionell Gruppen in geschützte funktionell Gruppen überführt, und/oder, wenn erwünscht, eine erhaltene Verbindung mit salzbildender Gruppe in ein Salz oder ein erhaltenes Salz in die freie Verbindung oder in ein anderes Salz überführt, und/oder, wenn erwünscht, ein erhaltenes Isomerengemisch in an sich bekannter Weise in die einzelnen Isomeren auftrennt.

Amalgamiertes Aluminium wird durch Behandlung von Aluminium-Grieß mit einem löslichen Quecksilber-(II)-salz, z. B. mit 0,5prozentiger Quecksilber-(II)-chlorid- oder -acetatlösung erhalten.

Die Reaktion wird innerhalb eines pH-Bereiches von 2 bis 7 durchgefühn. Optimale Resultate werden in einem Bereich von pH 6 bis 7 erhalten. Der pH-Wert kann durch organische oder anorganische Säuren auf den gewünschten Wert eingestellt und durch laufende Zugabe weiterer Säuremengen während der Reduktion konstant gehauen werden. Geeignete organische Säuren sind insbesondere wasserlösliche oder in dem verwendeten Lösungsmittelgemisch lösliche Säuren, wie niedere aliphatische Carbonsäuren, z. B. niedere Alkancarbonsäuren, wie Ameisen-, Essig-, Propion-, Butteroder Valeriansäure, oder niedere aliphatische Sulfonsäuren, wie Methan-, Äthan- oder Propansulfonsäure, aromatische Carbonsäuren, wie Benzoesäure, aromatische Sulfonsäuren, wie Benzolsulfonsäure, aliphatische Poly-, wie Dicarbonsäuren, wie niedere Alkan- oder Alkendicarbonsäuren, z. B. Oxal-, Malein-, Malon- oder Bernsteinsäure, aromatische Polycarbonsäuren, wie Trimellit- oder Trimesinsäure oder entsprechende Polysulfonsäuren, wie o-Benzoldisulfonsäure. Die genannten Säuren können Substituenten tragen, unter denen insbesondere Halogen, wie Fluor oder Chlor, oder niedere Alkyl-, niedere Alkoxy-, Hydroxy- oder Aminogruppen zu nennen sind. Beispiele für solche Säuren sind die Chloressig-, Trifluoressig-, p-Toluolsulfon-, p-Methoxyphenylessig-, Tartron-, Wein-, Citronen- und die bekannten Aminosäuren, deren Aminogruppen gegebenenfalls substituiert sein können, z. B. die Äthylendiamintetraessigsäure.

Für die Reaktion verwendbare anorganische Säuren sind vor allem Mineralsäuren, wie Halogenwasserstoffsäuren, z. B. Fluor- oder Chlorwasserstoffsäure, Halogensauerstoffsäuren, wie Perchlorsäure, vom Schwefel abgeleitete Säuren, wie Schwefelwasserstoff und Schwefelsäure, sowie voin Phosphor abgeleitete Säuren, wie die Phosphorsäure oder die Metaphosphorsaare.

Einige dieser Säuren dienen nicht nur dazu, den pH-Wert einzustellen, sondern auch um die bei der Reaktion gebildeten Metaükationen komplex zu binden oder (HI) aus der Lösung auszufällen.

Von den genannten Säuren vermögen beispielsweise

■> Fluorwasserstoff, Oxalsäure und Äthylenamintetraessigsäure mit Aluminium³⁺-kationen infolge günstiger Komplexbildungskonstanten lösliche Komplexe einzugehen.
Die Reaktion wird gegebenenfalls in Gegenwart von

ίο Reagenzien durchgeführt, die das Reduktionsvermögen des Amalgams erhöhen. Hierunter fallen insbesondere solche Reagenzien, die die bei der Reaktion entstehenden Metallkationen aus dem Redoxgleichgewicht entfernen. Solche Reagenzien sind insbesondere chei mische Verbindungen, die entweder die Metallkationen in komplexer Form binden oder aus der Reaktionslösung ausfällen. Geeignete Komplexbildner sind die Anionen der bereits genannten komplexbildenden Säuren. Demgemäß können anstelle dieser Säuren auch

.'Ii deren lösliche Salze eingesetzt werden, wobei die Kationen dieser Salze andere sein müssen als die bei der Reaktion entstehenden. Bevorzugte Salze sind demnach insbesondere entsprechende Alkali-, vsie Lithium-, Natrium- oder Kaliumsalze oder auch Ammonium·

2ϊ oder substituierte Ammoniumsalze, wie Mono-. Di-, oder Tetraniederalkyl-, ι. B. -methyl-, -athyl- oder -propylammoniumsalze. Selbstverständlich muß bei Verwendung solcher Salze der gewünschte pH-Wert durch Zugabe einer anderen Saure eingestellt werden.

Ji' Die Reaktion wird in Wasser ausgeführt, gegebenenfalls unter Zusatz eines oder mehrerer organischer Lösungsmittel. Als solche können insbesondere unter den Reaktionsbedingungen inerte organische Lösungsmittel verwendet werden, wie niedere aliphatische oder

η aromatische, gegebenenfalls N-mono- oder N,N-disubstituierte, beispielsweise mit Niederalkyl substituierte Amide, z. B. Diäthylformamid oder bevorzugt Dimethylformamid, niedere Diaikyisuifoxide, z. B. Dimethyisulfoxid, niedere Alkanole, z. B. Methanol oder Ätha-

4ii nol, wasserlösliche Äther, wie cyclische Äther, z. B. Tetrahydrofuran oder Dioxan, niedere Ketone, z. B. Aceton, oder auch niedere Nitrile, z. B. Acetonitril. Bei Verwendung eines Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemisches enthält dieses mindestens 10 bis 20% Wasser.

4t Zur Verhinderung des Schäumens können der Reaktionsmischung Antischaummittel zugesetzt werden. Beispielsweise können niedere Carbonsäureester, z. B. Essigsäureäthylester, das Schäumen verhindern.
Die Reaktionstemperatur und Reaktionszeit hängen

ii) im wesentlichen von der Art des eingesetzten Ausgangsmaterials der Formel III, des Lösungsmittels und dem pH-Wert ab. Die Temperatur kann zwischen etwa 0° bis 100° liegen und ist bevorzugt zwischen 25° und 50°. Die Reaktionszeit variiert von wenigen Minuten bis einigen Stunden. Im allgemeinen ist die Reaktion nach etwa 1/2 bis 1 Stunde beende?.

Unter den genannten, insbesondere den optimalen Bedingungen werden praktisch keine Isomerisierungsprodukte, insbesondere keine S-Methyl-B-cephemverbindungen, erhalten.

Ausgangsmaterialien der Formel III sowie 1-Oxyde davon sind bekannt oder können nach bekannten Methoden hergestellt werden.
In einem Ausgangsmaterial der Formel III oder einem 1-Oxyd davon ist R eine Niederalkanoyloxygnippe mit 1 bis 7, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Formyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Valeryloxy, Isovaleryloxy, Pivalyloxy und insbisondere

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Vorzugsweise bedeuten in einem Ausgangsmaterial der Formel HI oder einen 1-Oxyd davon der Rist R" Wasserstoff oder eine Aminoschutzgruppe, worin gegebenenfalls vorhandene freie funktioneile Gruppen, z. B. Amino-, Hydroxy-, Carboxyl- oder Phosphonogruppen, in an sich bekannter Weise, Aminogruppen ζ. Β. durch Acylieren, Tritylieren,Silylieren oder Stannylieren, und Hydroxy-, Carboxy- oder Phosphonogruppen, z. B. durch Veräthern oder Verestern, inkl. Silylieren oder Stannylieren, geschützt sein können, Rf Wasserstoff, R die Acetoxygruppc und R₂ insbesondere Wasserstoff, sowie eine, mit der -C(=O)-O-Gruppierung eine, insbesondere unter milden Bedingungen spaltbare, veresterte Carboxylgruppe bildende Gruppe R₂, wobei gegebenenfalls vorhandene funktioneile Gruppen in einer Carboxylschutzgruppe R₂ in an sich bekannter Weise, z. B. wie oben angegeben, geschützt sein können, oder R und Rj zusammen eine Epoxygruppe.

Bevorzugte Ausgangsmaterialien der Formel UI sind diejenige^, die zu den besonders wertvollen Endprodukten der Formel I führen, z. B. diejenigen, worin R* Wasserstoff oder eine Acylgruppe Ac bedeutet, die für einen in einem natürlich vorkommenden, vorzugsweise pharmakologisch wirksamen N-Acylderivat einer o-Amino-penam-S-carbonsäure- oder 7-Amino-3-cephem-4-carbonsäureverbindung enthaltenen Acylrest einer organischen Carbonsäure, vorzugsweise mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen, oder einen leicht abspaltbaren Acylrest, insbesondere eines iCohlensäurehalbderivates steht, Rf Wasserstoff bedeutet, R die Acetoxygruppe, und Rj Wasserstoff darstellt, oder worin R und R₂ zusammen eine Epoxygruppe darstellen, 1-Oxyde davon, oder die Salze einer solchen Verbindung.

Beispiele für Ausgangsmaterialien der Formel III sind die T/HD-a-tert.-Butyloxycarbonylamino-a-phenylacetylamino)-cephalosporansäure, die 7/Ha-Phenylacetyläfflino)-eephälusporänsäure, die Tp-Arninoeephalosporansäure, das N-Benzoyl-cephalosporin C, das N-Benzoyl-desacetyl-cephalosporin-C-lacton, die lß-(D-a-p-Methoxybenzyloxycarbonylamino-e-phenyl-acetamino)-cephalosporansäure, das 7ff-(D-a-tert.-butyloxycarbonylamino - phenylacetylaminoj-cephalosporansäure-loxyd, die Tyß-Phenoxyacetylamino-cephalosporansäure, sowie die Salze der genannten Säuren.

Bevorzugte Salze der Ausgangsmaterialien der Formel III, worin R°₂ Wasserstoff ist, oder der 1-Oxyde davon, sind die Metall-, wie Alkalimetall-, insbesondere die Natrium- oder Kaliumsalze, ebenso die Ammoniumsalze von Ammoniak oder geeigneten organischen Aminen, insbesondere von Niederalkylaminen, wie Triäthylamin, sowie Hydroxyniederalkylaminen, wie 2-Hydroxyäthylamin, oder die inneren Salze,

Ausgangsmateri^lien der Formel III, 1-Oxyde davon oder deren Salze können als Rohprodukte oder, bevorzugt, in reiner Form eingesetzt werden. Die Reinigung kann nach üblichen Methoden, z. B. durch Chromatographie oder über geeignete Derivate erfolgen. Beispielsweise kann ein Ausgangsmaterial der Formel ΠΙ, worin R₂ Wasserstoff ist, oder ein 1-Oxyd davon zur Reinigung in eines der oben genannten Salze, z. B. das Natrium- oder 2-Hydroxyäthylaminsalz, übergeführt werden, aus dem es dann in gereinigter Form zurückgewonnen oder in ein anderes Salz übergeführt werden kann.

Im erfindungsgemäSen Verfahren sowie in gegebenenfalls durchzuführenden Zusatzmaßnahmen können, wenn notwendig, an der Reaktion nicht teilnehmende freie funktioneile Gruppen in den Ausgangsstoffen, oder in den verfahrensgemäß erhältlichen Verbindungen, z. B. freie Aminogruppen ζ. Β. durch Acylieren, Tritylieren oder Silylieren, freie Hydroxy- oder Mercaptogruppen ζ. B. durch Veräthern oder Verestern, und freie Carboxylgruppen ζ. B. duret' Veresterung, inkl. Silylierung, in an sich bekartnter Weise vorübergehend geschützt und jeweils nach erfolgter Reaktion, wenn erwünscht, in an sich bekannter Weise freigesetzt werden.

In einer erfindungsgemäß erhältlichen Verbindung der Formel I mit einer geschützten, insbesondere veresterten Carboxylgruppe der Formel -C(=O)-OR₂ kann diese in an sich bekannter Weise, z. Q. je nach Art der Gruppe R₂, in die freie Carboxylgruppe übergeführt werden.

In einer erhaltenen Verbindung kann z. B. eine Aminoschutzgruppe R', insbesondere eine leicht abspaltbare Acylgruppe, in an sich bekannter Weise, z. B. eine a-poiyverzweigte Ntederaikocycarbonyigruppe, wie ten.-Butyloxycarbonyl, durch Behandeln mit Trifluoressigsäure und eine 2-Halogen-niederalkoxycarbonylgruppe, wie 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl oder 2-Jodäthoxycarbonyl, oder eine Phenacyloxycarbonylgruppe durch Behandeln mit einem geeigneten reduzierenden Metall oder entsprechenden Metallverbindung, z. B. Zink, oder einer Chrom-II-verbindung, wie -chlorid oder acetat, vorteilhafterweise in Gegenwart eines, zusammen mit dem Metall oder der Metallverbindung nascierenden Wasserstoff erzeugenden Mittels, vorzugsweise in Gegenwart von wasserhaltiger Essigsäure, abgespalten werden.

Ferner kann in einer erhaltenen Verbindung der Formel I eine Acylgruppe R", worin gegebenenfalls vorhan-

J5 dene freie funktionell Gruppen gegebenenfalls, Aminogruppen ζ. B. in Form von Acylaminogruppen oder silylierten Aminogruppen, und/oder Carboxygruppen z. B. in Form von veresierten oder silyiierten Carboxygruppen, geschützt sind, durch Behandeln mit einem

■»ο Imidhalogenid bildenden Mittel, Umsetzen des entstandenen Imidhalogenid mit einem Alkohol und Spalten des gebildeten Iminoäthers, abgespalten werden. Imidhalogeiiid bildende Mittel, in welchen Halogen an ein elektrophiles Zentralatom gebunden ■ >t, sind vor allem Säurehalogenide, wie Säurebromide und insbesondere Säurechloride. Es sind dies in erster Linie Säurehalogenide von anorganischen Säuren, vor allem von phosphorhaltigen Säuren, wie Phosphoroxy-, Phosphortri- und insbesondere Phosphorpentahalogenide,

z. B. Phosphoroxychlorid, Phosphortrichlorid, und il erster Linie Phosphorpentachlorid, ferner Brenzcatechyl-phosphortrichlorid, sowie Säurehalogenide, insbesondere -chloride, von schwefelhaltigen Säuren oder von Carbonsäuren, wie Thionylchlorid, Phosgen oder Oxalylchlorid.

Die Umsetzung mit einem der genannten Imidhalogenid bildenden Mittel wird üblicherweise in Gegenwart einer geeigneten, insbesondere organischen Base, in erster Linie eines tertiären Amins vorgenommen.

Dabei kann man ungefähr äquimolare Mengen des Imidhalogenid bildenden Mittels und der Base verwenden; letztere kann aber auch im über- oder Unterschuß, ζ. B. in etwa 0,2- bis lfacher Menge oder dann in einem etwa bis lOfachen, insbesondere einem etwa 3- bis

5fachen Überschuß, vorhanden sein.

Die Reaktion mit dem Imidhalogenid bildenden Mittel wird vorzugsweise unter Kühlen, ζ. Β. bei Temperaturen von etwa -50⁰C bis etwa +10⁰C durchgeführt,

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wobei man aber auch bei höheren Temperaturen, d. h. z. B. bis etwa 75° C, arbeiten kann, falls die Stabilität der Ausgangsstoffe und Produkte eine erhöhte Temperatur zulassen.

Das ImidhalogeDidprodukt, welches man üblicherweise ohne Isolierung weiterverarbeitet, wird mit einem Alkohol, vorzugsweise in Gegenwart einer der obgenannten Basen, zum Iminoäther umgesetzt Geeignete Alkohole sind z. B. aliphatische sowie araliphatische Alkohole. Üblicherweise verwendet man einen, ζ. B. bis etwa lOOfachen Überschuß des Alkohols und arbeitet vorzugsweise unter Kühlen, z. B. bei Temperaturen von etwa -50⁰C bis etwa 10⁰C.

Das Iminoätherprodukt kann vorteilhafterweise ohne Isolierung der Spaltung unterworfen werden. Die Spaltung des Iminoäthers kann durch Behandeln mit einer geeigneten Hydroxyverbindung, vorzugsweise mittels Hydrolyse, ferner durch Alkoholyse, wobei letztere bei Verwendung eines Überschusses des Alkohols direkt anschließend an die Iminoätherbildung erfolgen kann, erzielt werurcii. Dabei verwcndei man vorzugsweise Wasser oder einen Alkohol, besonders ein Niederalkanol, z. B. Methanol, oder ein wäßriges Gemisch eines organischen Lösungsmittels, wie eines Alkohols. Man arbeitet üblicheiweise in einem sauren Medium, z. B. bei einem pH-Wert von etwa 1 bis etwa 5, den man, wenn notwendig, durch Zugabe eines basischen Mittels, wie eines wäßrigen Alkalimetallhydroxyds, z. B. Natrium- oder Kaliumhydroxid, oder einer Säure, z. B. einer Mineralsäure, oder organischen Säure, wie Salzsäure. Schwefelsäure, Phosphorsäure, Borfluorwasserstoffsäure, Tnfluoressigsäure oder p-Toluol-sulfonsäure, einstellen kann.

Das oben beschriebene dreistufige Verfahren zur Abspaltung einer Acylgruppe wird vorteilhafterweise ohne Isolieren der Imidhalogenid- und Iminoäther-Zwischenprodukte, üblicherweise in Anwesenheit eines organischen Lösungsmittels, das sich gegenüber den Reaktionsteilnehmern inert verhält, wie eines gegebenenfalls halogenierten Kohlenwasserstoffs, z. B. Methylenchlorid, und/oder in einer Inertgasatmosphäre, wie einer StickstofTatmosphäre. durchgeführt.

Gewisse Acylreste Ri einer Acylaminogruppierung in erfindungsgemäß erhältlichen Verbindungen, wie z. B. der S-Amino-S-carboxy-valeryl-rest, worin Carboxyl, ζ. B. durch Verestern, insbesondere durch Diphenylmethyl, und/oder die Aminogruppe, z. B. durch Acylieren, insbesondere durch einen Acyirest einer organischen Carbonsäure, wie Halogenniederalkanoyl, wie Dichloracetyl, oder Phthaloyl, gegebenenfalls geschützt sind, können auch durch Behandeln mit einem nitrosierenden Mittel, wie Nitrosylchlorid, mit einem carbocyclischen Arendiazoniumsalz, wie Benzoldiazoniumchlorid, oder mit einem, positives Halogen abgebenden Mittel, wie einem N-Haiogen-amid oder -imid, z. B. N-Bromsuccinimid, vorzugsweise in einem geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, wie Ameisensäure, zusammen mit einem Nitro- oder Cyan-niederalkan und Versetzen des Reaktionsproduktes mit einem hydroxylhaltigen Mittel, wie Wasser oder einem Niederalkanol, z. B. Methanol, oder, falls im 5-Amino-5-carboxy-valerylrest Ri die Aminogruppe unsubstitu'ert und die Carboxygruppe z. B. durch Veresterung geschützt ist, und die 7/i-Aminogruppe vorzugsweise einen zweiten Acyirest enthält, durch Stehenlassen in einem inerten Lösungsmittel, wie Dioxan oder einem halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff, z. B. Methylenchlorid, und, wenn notwendig, Aufarbeiten der freuen oder mcnoacylierten Aminoverbindung nach an sich bekannten Methoden, abgespalten werden.

Eine Triarylmethyl-, wie die Tritylgruppe Rf kann z. B. durch Behandeln mit einem sauren Mittel, wie einer Mineralsäure, z. B. Chlorwasserstoffsäure, abgespalten werden.

Ferner kann man z. B. in einer Verbindung der Formel I, worin Rf und R^ Wasserstoff darstellen, die freie Aminogruppe nach an sich bekannten Acylierungsmethoden, z. B. durch Behandeln mit Carbonsäuren der allgemeinen Formel RfOH, worin Rf die in Anspruch 1 für Acylreste angegebene Bedeutung hat, oder reaktionsfähigen Säurederivaten davon, acylieren. Die zahlreichen anwendbaren Methoden sind dem Fachmann wohlbekannt.

In beiden Reaktionsteilnehmern können während der Acylierungsreaktion freie funktionelle Gruppen vorübergehend in an sich bekannter Weise geschützt sein und nach der Acylierung !mittels an sich bekannter Methoden freigesetzt werden.

In einer Verbindung der Formel K, worin Rf und R° für Wasserstoff stehen, kann die freie Aminogruppe auch durch Einführen einer Triarylmethylgruppe, z. B. durch Behandeln mit einem reaktionsfähigen Estereines Triarylmethanols, wie Tritylchlorid, vorzugsweise in Gegenwart eines basischen Mitteis, wie Pyridin, geschützt werden.

Eine Aminogruppe kann auch durch Einführen einer Silyl- und Stannylgruppe geschützt werden. Solche Gruppen werden in an sich bekannter Weise eingeführt.

In einer Verbindung der Formel I mit einer freien '(-Carboxylgruppe kann eine solche in an sich bekannter Weise in eine geschützte Carboxylgruppe übergeführt werden.

Jn einer erhaltenen Verbindung mit einer veresterten Gruppierung der Formel -Q=O)-OR₂ kann diese in eine andere veresterte Carboxylgruppe dieser Formel übergeführt werden, z. B. 2-Chloräthoxycarbonyl oder 2-Bromäthoxycarbonyl durch Behandeln mit einem Jodsalz, wie Natriumiodid, in Gegenwart eines geeigneten Lösungsmittels, wie Aceton, in 2-Jodäthoxycarbonyl.

Ferner kann man abgewandelte funktionelle Substituenten in einer Gruppe Rf, wie acylierte Aminogruppen, acylierte Hydroxygruppen, veresterte Carboxylgruppen oder 0,0-disubstituierte Phosphonogruppen, nach an sich bekannten Methoden, z. B. den oben beschriebenen, freisetzen, oder freie funktionelle Substituenten in einer Gruppe Rf freie Amino-, Hydroxy-, Carboxy- oder Phosphonogruppen, nach an sich bekannten Verfahren, z. B. Acylieren bzw. Verestern bzw. Substituieren, funktionen abwandeln.

Salze von Verbindungen der Formel I >ind deren 1-Oxyden können in an sich bekannter Weise hergestellt werden. So kann man Salze von Verbindungen der Formel Iodervon deren 1-Oxyden mit sauren Gruppen z. B. durch Behandeln mit Metallverbindungen, wie Alkalimetallsalzen von geeigneten Carbonsäuren, z. B. dem Natriumsalz der a-Äthylcapronsäurc, oder mit Ammoniak oder einem geeigneten organischen Amin bilden, wobei man vorzugsweise stöchiometrische Mengen oder nur einen kleinen Überschuß des salzbildenden Mittels verwendet. Säureadditionssalze von Verbindungen der Formel I oder von 1-Oxyden davon mit basischen Gruppierungen erhält man in üblicher Weise, z. B. durch Behandeln mit einer Säure oder einem geeigneten Anionenaustauschreagens. Innere Salze von Verbindungen der Formel I oder von 1-Oxy-

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den davon, welche eine salzbildende Aminogruppe und eine freie Carboxylgruppe enthalten, können z.B. durch Neutralisieren von Salzen, wie Säureadditionssalzen, auf den isoelektrischen Punkt, z. B. mit schwachen Basen, oder durch Behandeln mit flüssigen Ionenaustauschern gebildet werden. Salze von 1-Oxyden mit salzbildenden Gruppen können in analoger Weise hergestellt werden.

Salze können in üblicher Weise in die freien Verbindungen übergeführt werden, Metall- und Ammoniumsalze z. B. durch Behandeln mit geeigneten Säuren und Säureadditonssalze z. B. durch Behandeln mit einem geeigneten basiseben Mittel.

Erhaltene Gemische von Isomeren können nach an sich bekannten Methoden in die einzelnen Isomeren getrennt werden, Gemische von diastereomeren Isomeren z. B. durch fraktioniertes Kristallisieren. Adsorptionschromatographie (Kolonnen- oder Dünnschichtchromatographie) oder andere geeignete Trennverfahren. Erhaltene Racemate können in üblicher Weise, gegebenenfalls nach Einführen von geeigneten salzbüdenden Gruppierungen, z. B. durch Bilden eines Gemisches von diastereoisomeren Salzen mit optisch aktiven salzbildenden Mitteln, Trennen des Gemisches in die diastereoisomeren Salze und Überführen der abgetrennten Salze in die freien Verbindungen oder durch fraktioniertes Kristallisieren aus optisch aktiven Lösungsmitteln, in die Antipoden getrennt werden.

Die folgenden Beispiele dienen zur Illustration der Erfindung; Temperaturen werden in Celsiusgraden angegeben.

Beispiel 1

Eine Lösung von 3,3 g ca. 90prozentigem (5,6 mMol) T/HD-ff-tert.-Butyloxycarbonylamino-a-phenylacetylamino)-cephalosporansäure Natriumsalz in 80 ml 0,5-m wäßrigem Kaliumphosphat-Puffer (pH 7), und 8 ml Dimethylformamid wird mit konzentrierter Phosphorsäure auf pH 6.0 gestellt. Dazu gibt man das aus 3,3 g Aluminium-Grieß erhaltene Aluminium-Amalgam und rührt 30 Minuten bei 45° und pH 6,0 (durch Zugabe von Phosphorsäure konstant gehalten). Man verdünnt mit 100 ml Eis, überschichtet mit kaltem Essigester und stellt mit konzentrierter Phosphorsäure auf pH 2,0. Nach Sättigen mit Kochsalz wird die organische Schicht abgetrennt und 2mal mit Essigester nachextrahiert. Die mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschenen und über Natriumsulfat getrockneten Auszüge geben beim Eindampfen 3,55 g eines grünlichen Schaumes, der in 9 ml Essigester zur Kristallisation gebracht wird. Man verdünnt langsam mit 15 ml Essigcster-Hexan 2 :3, filtriert nach 2 Stunden Stehen bei -5° und erhält die 3-Mcthylcn-T/MD-a-tcrt.-butyloxycarbonylamino-ff-phenylacet)1;imino)-cepham-4(7-carbonsäure, F. 196- 197°(korr.); [o];,^r - + 35°+l°((·= l,0;5-n.Natriumbicarbonat). IR.-Spektrum (Nujol): 2,98; 5,67; 5,74; 5,92; 6,01; 6,55; 6.62; 7.50;8,01; 8,32; 8,56; 9,51; 10,77; 11,36; 11,82 μΐη. Dünnschichtchromatogramm an Silicagel: Rf = 0,58 (System 52/n-Butanol-Eisessig-Wasser 75 :7,5 :21) und Rf = 0,35 (System 100/Essigester-Pyridin-Eisessig-Wasser 60:20:11).

Das als Ausgangsmaterial eingesetzte 7jS-(D-a-tert.-Butyloxycarbonylamino-a-phenylacetylaminoJ-cephalosporansäure Natriumsalz wird hergestellt, indem man 50 g gemäß J. L. Spencer et al., Journal of Medicinal Chemistry 9, 746 (1966), erhaltene rohe 7_/?-(D-a-tert.-Butylosycarbonylamino-i7-phcnylacetylamino)-cepha- losporansäure in 170 ml Dioxan löst, mit 170 ml Essigester verdünnt und unter Kühlen langer" mit 50 ml einer 50prozentigen Lösung von Natrium-a-äthylhexanoat in Methanol versetzt. Das abfiltrierte Salz wird mit Dioxan-Essigester_2:l und reinem Essigester gewaschen und mit 11 Äther, dann mit 200 ml Äthanol digeriert

Das verwendete Aluminium wird wie folgt amalgamiert: 3,3 g Aluminium-Grieß werden während 30

to Sekunden in 100 ml 5prozentiger Natronlauge umgeschwenkt und nach Dekantieren 3mal mit je 300 ml Wasser gewaschen. Dann behandelt man das Metall 3 Minuten mit 130 ml 0,5prozentiger Quecksilber(II)-chlorid-Lösung und wäscht 3mal mit je 300 ml Wasser.

Die ganze Prozedur wird einmal wiederholt und das Amalgam schließlich 3mal mit Tetrahydrofuran gewaschen. Für den Transfer des Amalgams irs Reaktionsgefäß werden ca. 15 ml Essigester verweudet

Beispiel 2

30 g (53 mMol) reines 7/HD-ff-tert-Butyloxycarbonylaminophenylacetylamino^cephalosporansäure Äthanolaminsalz werden entsprechend Beispiel 1 in 750 ml 0,5-m. Kaliumphojphat-Puffer (pH 7) und 75 ml Dimethylformamid mit dem aus 50 g Aluminium wie in Beispiel 1 hergestellten Amalgam 30 Minuten bei 45° und pH 5,5 gerührt. Analoge Aufbereitung gibt kristalline 3^ Methylen-T^-iD-e-tert.-butyloxycarbonylaminophe-

jo nylacetylamino)-cepham-4ff-carbonsäure.

Das als Ausgangsmaterial verwendete Äthanolaminsalz wird wie folgt erhalten: Eine Lösung von 30 g lß-(D-ff-tert.-Butyloxycarbonylamino-phenylacetylamino)-cephalosporansäure in 150 ml Methanol wird bei 0° mit

j·, einer Lösung von 3,6 ml Äthanolamin in 30 ml Methanol versetzt und das abgeschiedene Salz nach 30 Minuten abfiltriert.

Beispiel 3

202 g (0,4 Mol) kristalline T/HD-a-tert.-Butyloxycarbonylamino-phenylacetylamino)-cephalosporansäure, Smp. 130-132° (korr.) werden in einem 101 Reaktionsgefäß in 4,51 0,5-m. wäßrigem Kaliumphosphat-Puffer

4i (pH 7) und 450 ml Dimethylformamid unter Rühren weitgehend gelöst. Durch Zugabe von konzentrierter Phosphorsäure stellt man das pH auf 6,0 und gibt das aus 200 g Aluminium-Grieß erhaltene Amalgam (Herstellung siehe unten) zu. Man verfitzt mit 0,51 Essig-

5n ester und läßt ohne zu kühlen die Temperatur der Mischung unter Eigenerwärmung innerhalb 10 Minuten auf 40° steigen. Durch gelegentliches Kühlen mit dem Eisbad wird die Temperatur während weiteren 10 Minuten auf 46° gebracht und dort konstant gehalten. Nach 15 Minuten bei 46° kühlt man innerhalb 10 Minuten auf 29° (Aceton-Trockeneisbad) und gießt das Gemisch auf 3 kg Eis und 51 eiskalten Essigester. Man säuert mit konzentrierter Phosphorsäure unter Rühren auf pH 2 an und sättigt mit Kochsalz, Nach Phasentrennung wird die wäßrige Phase 2mal mit je 41 kaltem Essigester nachextrahiert.

Die organischen Phasen werden lmai mit 41 kalter, gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum auf ca. 11 ein- geengt. Die beginnende Kristallisation des Produkts wird durch 3stündiges Stehen im Kühlschrank vervollständigt. Filtration und Trocknung ergeben kristalline S-Methylen-T/S-iD-a-tert.-butyloxycarbonylamino-phe-

nylacetylamino)-4ff-carbonsäure.

Das verwendete Amalgam wird wie folgt bereitet: 200 g Aluminium-Grieß werden mit 21 5prozentiger, wäßriger Natronlauge übergössen und während 40 Sekunden unter Umschwenken geätzt Mau dekantiert und wäscht 2mal mit Wasser. Der Rückstand wird während 3 Minuten unter Umschwenken mit 210,5prozentiger wäßriger Quecksilber-iEQ-chlorid-Lösung behandelt, abdekantiert und nochmals 3 Minuten mit weiteren 21 Sublimatlösung geschüttelt Nach Dekantieren und 3maligem Waschen mit Wasser wird das Amalgam sofort als Reduktionsmittel eingesetzt

Beispiel 4

Eine Lösung von 19,5 g 7/Kff-Phenylacetylamino)-cephalosporansäure in 400 ml 0,5-m. Phosphatpuffer (pH 7) (ohne Dimethylformamidzusatz) wird mit 20 g Aluminium-Amalgam 30 Minuten bei 45° und pH 5,7 gerührt. Der bei pK 2 gewonnene Essigesterextrakt enthält 16 g rohe S-Methyleii-T/Kff-phenyhcetylaminQ}-cepham-4-carbonsäure; Dünnschichtchromatogramm: Rf (System 52): 0,56; Rf (System 100): 0,67.

Eine Acetonlösung des Rohproduktes wird während 1 Stunde portionsweise mit einer Lösung von Diphenyldiazomethan in Aceton bis zur bleibenden Rotfärbung versetzt. Nach Zugabe von 2 ml Eisessig und 300 ml Toluol dampft man ein und Chromatographien den Rückstand an 800 g Kieselgel. Aus der mit Toluol-Essigester 7:3 eluierten 1-1-Fraktion kristallisiert der 3-Methylen-7jS-(üf-phenylafi'iyIamino-cepham-4-carbonsäurebenzhydrylester vom F. 133-6; Dünnschichtchromatogramm Rf (Toluol-Essigester 3:1): 0,ί»3.

Beispiel 5

Eine Lösung von 8 g 3-Methylen-7^-(Da-tert.-butyloxycarbonylamino-e-phenylacetylamino)-cepham-4ecarbonsäure in 100 ml Methanol wird mit einer Lösung von 6 g Diphenyidiazomethan in 30 ml Benzol während 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt Das nach Eindampfen erhaltene Rohprodukt wird an 500 g Silikagel chromatographiert; der 3-Methylen-7j8-(D-a-tert.-butyloxycarbonylamino-ff-phenylacetylamino)-cepham-4ecarbonsäure-diphenylme thy !ester wird mit einem 4:1-Gemisch von Petroläther eluiert; nach Kristallisieren aus einem Gemisch von Methylendichlorid und Hexan schmilzt das Produkt bei 156-158°; [a)_D - -50°+1° (Cj- 0,713, Chloroform); Ultraviolettabsorptionsspektnjm in 95%igem wäßrigem Äthanol: X_n^ = 258 μ (ε = 990); Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 2,94 μ, 5,64 μ, 5,74 μ, 5,88μ (Schulter) und 6,71 μ.

Beispiel 7 Beispiel 6

Auf analoge Weise, wie in Beispiel 5 beschrieben, kann, ausgehend von ß-Methylen-TXa-phenylacetylamino)-cepham-4a-carbonsäure, der 3-Methylen-7>(aphcnylacetylamino)-cepham4a-carbonsaure-diphenylmethylester erhalten werden. F. 144-147° (Methylrmchlorid-Hexan); [β]$ - -18°+1°(c - 0,715 in ChIorofbrm); Ultraviolettabsorptionsspektrum (in 95%igem wäßrigem Äthanol): k_max = 254 πΐμ t = 1540) und 260 πΐμ (t = 1550); Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 2,94μ, 5,64 μ, 5,74 μ, 5,94 μ, 6,26 μ und 6,67μ. Eine auf -15° gekühlte Lösung von 2,0 g 3-Methylen-7^-(e-phenylacetylamino)-cepham-4a-carbonsäure-diphenylmetkylester in 80 ml absolutem Methylenchlorid wird mit 3,2 ml absolutem Pyridin und 32 ml einer 8%igen Lösung von Phosphorpentachlorid in Methylenchlorid versetzt und während einer Stunde unter einer Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur zwischen

ίο -10° und -5° gerührt Das Reaktionsgemisch wird dann auf -25° gekühlt, mit 25 ml absolutem Methanol versetzt und während einer Stunde bei -10°, dann während 1,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt Man versetzt danr- mit 80 ml einer 0,5-molaren wäßrigen Lösung von KaliiLndihydrogenphosphat, stellt den pH-Wert mit 20%iger wäßriger Phosphorsäure auf 2 ein und rührt das Gemisch während 30 Minuten bei Raumtemperatur. . Die organische Phase wird abgetrennt, die wäßrige Phase wird zweimal mit je 150 ml Methylenchlorid nachextrahiert und die organischen Lösungen vereinigt, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Der ölige Rückstand wird in 25 ml Essigsäureäthylester aufgenommen und bei 0° mit einer Lösung von 1,14 g 4-Methylphenylsulfonsäure-monohydrat in 25 ml Essigester versetzt. Es fallt ein voluminöser Niederschlag aus, der abfiltriert, mit kapern Essigsäureäthylester und Diäthyläther nachgewaschen, getrocknet und aus einem Gemisch von Methylenchlorid und Diäthyläther umkri-

jo stallisiert wird. Man erhält so in Form von farblosen Nadeln das 4-Methylphenylsulfonat des 7£-Amino-3-methylen-cepham^a-carbonsäure-diphenylmethylesters, F. 153-155°; [a]_D = 14°+1° (c = 0.9J in Methanol); Ultraviolettabsorptionsspektrum (in Äthanol): X_n^ = 257 μ (ε = 1500); Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 3,5 μ, 5,60 μ, 5,73 μ, 8,50 μ, 9,68 μ und 9,92 μ.

Beispiel 8

Eine Lösung von 21,8 g (80 mMol) 7/J-Aminocephalosporansäure in 900 ml 0,5-m. Phosphatpuffer(pH7) und 100 ml Dimethylformamid wird mit 40 g Aluminiumamalgam versetzt. Man rührt 1 Stunde bei pH 6,0 und 45°. Nach Abkühlen wird das Reaktionsgemisch mit kaltem Essigester gewaschen und die wäßrige Phase durch Kieselgur filtriert. Das auf pH 34 gestellte FiItrat wird im Vakuum eingedampft und der Rückstand in 200 ml Methanol-Wasser 7:3 aufgenommen. Der abfiltrierte Anteil (27,5 g) enthält neben dem Produkt noch beträchtliche Mengen anorganischer Salze. Durch Schütteln mit 150 ml Wasser, 3stündiges Stehen bei 0° und Filtration erhält man die 7jJ-Amino-3-m€thylencepham-4e-carbonsäure als nahezu farbloses Pulver. Dünnschichtchromatogramm an Silicagel: Rf (System 52/n-Butanol-Eisessig-Wasser 75:75:21) = 0,20, Rf (System 100/Essigester-Pyridin-Eisessig-Wasser 60:20.6:11) = 0,13, Rf (System 200/n-Butanol-Tetrachlorkohlenstoff-Methanol-Ameisensäure-Wasser 30:40:20:5:5) = 0,34.

Beispiel 9

Ti-Amino-S-methylen-cepham^e-carboiuäure-benzhydrylcster (Beispiel 7) wird in Trifluoressigsäurelösung während 5 Minuten bei 20° zur freien Säure nesDalten.

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Eindampfen, Aufnehmen in Toluol und erneutes Eindampfen gibt T/S-Amino-S-methylen-cepham^flr-carbonsäure.

Beispiel 10

Eine Lösung von 2,5 g N-tert-Butyloxvcarbonyl-D-arphenylglycin in 30 ml Tetrahydrofuran und 1,4 ml Triäthylamin wird bei -10° mit 1,3 ml Chlorameisensäureisobutylester versetzt und 20 Minuten bei -10° gerührt. Dazu gießt man rasch eine eiskalte Lösung von 2,1 g 7j8-Ajmno-3-metoylen-cepham-4-carbonsäure in 40 ml 0,5-m. Dikaliumhydrogenphosphatlösung. Man rührt 1/2 Stunde bei 0° und 1/2 Stunde bei 25°, dampft das Tetrahydrofuran ab und wäscht die wäßrige Phase mit Äther. Extraktion bei pH 2,0 mit Essigester und Kristallisation aus Essigester-Hexan gibt die 3-Methylen-7j8-(D-e-iart.-butyloxycarbonylamino-ff-phenylacetylamino)-cepham-4<7-carbonsäure.

Beispiel 11

Eine Lösung von 4,7 g N-Benzoyl-cephalosporin C in 85 ml 0,5-m. Phosphatpuffer (pH 7) und 9 mi Dimethylformamid wird zusammen mit 4,7 g Aluminium-Amalgam 45 Minuten bei pH 6,0 und 45° gerührt. Beispiel 1 entsprechende Aufarbeitung und Kristallisation aus Essigester-Äther 1:4 gibt S-Methylen^XS-benzoylamino-adipoylamino)-cepharn-4ff-carbonsäure, F. 82 bis 89° Zers. Dünnschichtchromatogramm an Silicagel: Rf (System 52/n-Butanol-Eisessig- Wasser 75:7,5:21): 0,53, Rf (System 100/Essigester-Pyridin-Eisessig-Wasser 60:20:6: 1): 0,08.

Zur Herstellung des Ausgangsmaterials werden 50 g Cephalosporin C-Natriumsalz in 141 lOprozentigerDikaliumhydrogenphosphat-Lösung gelöst, mit 1,21 Aceton und bei 0° mit 21g Benzoylchlorid versetzt. Man rührt 30 Minuten bei 0°und 45 Minuten bei 20°, wobei das pH durch Zugabe von SOprozentigerTrikaliumphosphat-Lösur? bei 8,5 konstant gehalten wird. Man engt auf ca. das halbe Volumen ein, wäscht mit Essigester, säuert auf pH 2,0 an und extrahiert mit Essigester. Der Eindampfrückstand kristallisiert aus Aceton und man erhält N-Benzoyl-cephalosporin C, F. 117-119°. Dünnschichtchromatogramm: Rf (System 52): 0,37; (System 100): 0,03.

Beispiel 12

Eine Lösung von 2,21 g N-Benzoyl-desacctyl-cephalosporin-C-lacton in 55 ml 0,5-m. Kaliumphosphatpuffer pH 7 und 5 ml Dimethylformamid wird mit dem Amalgam von 2,2 g Aluminiumgrieß versetzt und 30 Minuten bei pH 6,0 und 45° gerührt. Beispiel 1 entsprechende Aufarbeitung und Kristallisation aus Essigester gibt 3-Methylen-7/H5-benzoylamino-adipoylamino)-cepham-4a-carbonsäure, die mit der nach Beispiel 11 erhaltenen Verbindung identisch ist.

Das Ausgangsmaterial wird erhalten, indem man 15 g N-Benzoyl-cephalosporin C (s. Beispiel 11) in 75 ml Wasser mit ca. 25 ml 2-normaler Natronlauge auf pH 7,5 neutralisiert, mit 0,5 g angereichertem Enzym aus Bacillus subtilis A7 CC 6633 (vgl. englisches Patent 10 80 904) versetzt und 6 Stunden bei 20° rührt. Durch Zugabe von 2-normaler Natronlauge wird dabei die infolge Desacetylierung entstehende Essigsäure im pH-Intervall von 7,5-3,0 neutralisiert. Die erhaltene Desacetylverbindung wird in 150 ml Ameisensäure 1V₂ Stunden bei 22° stehen gelassen und dabei ins Lacton überführt. Man dampft ein, löst den Rückstand in 1-moiarer Dikaliumhydrogenphosphat-Lösung und wäscht mit Essigester. Ansäuern der wäßrigen Phase auf pH 2,0, Extraktion mit Essigester und Kristallisation aus Essigester-Äther gibt das N-Benzoyl-desacetyl-cephalosporin-C-lacton, F. 136°-138°.

Beispiel 13

3,3 g 7/HD-ff-p-Methoxybenzyloxycarbonylamino-irphenylacetamido)-cephalosporansäure werden entsprechend Beispiel 1 in 170 ml Puffer-Dimethylformamid 9:1 mit 3,3 g Aluminium-Amalgam 1 Stunde bei 45°

·. 5 und pH 6 gerührt. Man wäscht mit Essigester-Äther 1:3 und extrahiert schließlich bei pH 2,0 mit Essigester. Man erhält so die rohe 3-Methylen-7j8-(D-ar-p-methoxybenzyloxycarbonylamino - a - phenylaeetylamino) - cepham-4ff-carbonsäure. Dünnschichtchromatogramm an Silicagel: Rf (System 52): 0,57, Rf (System 100): 0,36:

Das Ausgangsmaterial wird w>_ folgt erhalten: 63 g

p-Methoxybenzyioxycarbonyi-D-pheny.glycin (aus Chlorameisensäure-p-methoxybenzylester und D-Phenylglycin) werden in 700 ml Tetrahydrofuran und 27,4 ml Triäthylamin gelöst und nach Zugabe von 26 ml Chlorameisensilure-isobutylester 15 Minuten bei -10° gerührt. Dazu gibt man eine kalte Lösung von 52 g 7j3-Aminocephalosporansäure in 600 ml Tetrahydrofuran-Wasser 1:1 und 26 ml Diäthylamin. Man rührt 1 Stunde bei 0° und 1 Stunde bei 20°. Das eingeengte Gemisch wird bei pH 2,0 mit Essigester extrahiert und kristallisiert. Man erhält die 7_Jff-(D-a'-p-Methoxybenzyloxycarbonylamino-ff-phenylacetylamino)-cephalosporansäure: F. 154-155°. Dünnschichtchromatogramm: Rf (System 100): 0,42.

Beispiel 14

Eine Suspension von 1,56 g 7/?-(D-ff-tert.-butyIoxycarbonylamino-phenylacetylaminoi-cephalosporansäu- re-1-oxyd in 36 ml 0,5-molarem Phosphatpuffer (pH 7) und 4 ml Dimethylformamid wird mit dem Amalgam von 1,6 g Aluminium versetzt und 30 Minuten bei pH 6,0 und 45° gerührt. Entsprechend Beispiel I durchgeführte Aufarbeitung und Kristallisation aas Essigester gibt das S-Methylen^XD-ff-tert.-butyloxycarbonylamino-phenylacetylaminoj-cepham^-ff-carbonsäure-1-oxyd, F. 222-5°; Dünnschichtchromatogramm Rf (System 52): 0,33; Rf (System 100): 0,21.

Das Ausgangsmaterial wird wie folgt hergestellt:

Eine Lösung νοτ 16 g lß-(D-a-tert.-butyloxycarbonylamino-phenylacetylamino)-cephalosporansäure in 16C ml 95prozentigem Alkohol wird bei 0° mit einer Lösung von 7,0i g m-Chlorbenzoesäure in 25 ml Alkohol versetzt und 1 Stunde bei 0° gerührt. Die beginnende Kristallisation wird durch Zugabe von 100 ml Äther vervollständigt und gibt 22 g Rohprodukt. Nach Umkristallisation aus Methanol/Aceton erhält man das 7j3-(D-ur-tert.-butyloxycarbonyliimino-pherfylacetylaminoj-cephalo- sporansaure-l-oxyd, F. über 300°: Dünnschichtchromatogramm Rf (System 52): 0,32; Rf (System 100): 0,27.

Beispiel 15

100 g (0,177 Mo'> 7-(D-a-tert.-ButyIoxycarbqny!aminophenylacetylamino) - cephalosporansäure - Äthanolaminsalz werden in einem Gemisch aus 2,2 I bidestilliertem Wasser, 0,3 I 1-m. Kaliumphosphat-PulTer (pH

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6,0), 0,4 I Methanol und 0,3 1 Essigester gelöst. Dazu gibt man aus 50 g Aluminium-Grieß bereitetes Amalgam und stellt das Gemisch durch Zugabe von konzentrierter Phosphorsäure auf pH 6,7. Dieser Wert wird während der ganzen Reduktion durch Zugabe weiterer Säure konstant gehalten. Man rührt kräftig 1 Stunde bei 35°. Zur Verhinderung von starkem Schäumen werden nach und nach ca. 70 ml Essigester zugegeben.

Zur Aufarbeitung gießt man auf 1,5 kg Eis und 11 Essigester und stellt mit ca. 220 ml konzentrierter Phosphorsäure auf pH 2,1. Das überschüssige Amalgam wird durch ein Stahldraht-Gewebe abgesiebt und mit 1,51 Essigester gewaschen. Die Phasen des mit der Waschflüssigkeit vereinten Filtrats werden getrennt und die organische Phase 2mal mit je 1,5 1 Eiswasser, enthaltend je 4 ml Phosphorsäure, gewaschen. Die wäßrigen Phasen werden zweimal mit je 2 I Essigester nachextrahiert. Der vereinigte Essigesterauszug wird über Natriumsulfat getrocknet, abliltriert und im Vakuum auf ca. 3öö g eingeengt. Die beginnende Kristallisation wird durch Kühlen und langsame Zugabe von 460 ml Essigester-Hexan 2:3 vervollständigt. Die kristalline 3-Methylen-T/MD-a-t-butyloxycarbonylamino-phenylacetylamino)-ccpham-4a-carbonsäure wird abfiltriert und mit kaltem Essigester-Hexan 7:3 gewaschen. Die Verbindung ist mit den gemäß den Beispielen 1 bis 3 erhaltenen Verbindungen identisch.

Durch Eindampfen des Filtrats und der Waschflüssigkeit und Kristallisation des Rückstandes wie zuvor hissen sich weitere Mengen der gewünschten Säure erhalten.

Beispiel 16

4,67 g T/J-Phenoxyacetylamino-cephalosporansäure-Äthanolaminsalz werden in einem Gemisch von 104 ml

Wasser (bidestilliert), 14 ml 1-m. Kaliumphosphat-Puffer (pH 6,5), 17 ml Acetonitril und 17 ml Methanol gelöst und in Gegenwart von aus 2,64 g Aluminiüm-Grieß bereitetem Amalgam 1 Stunde bei 35° und pH 6,7 gerührt. Dabei wird das pH durch Zugabe von konzentrierter Phosphorsäure konstant gehalten. Entsprechend Beispiel 15 geführte Reaktion, Aufarbeitung und Kristallisation gibt die kristalline 3-Methylen-7j3-phenoxyacetylamino-cepham^a-carbonsäure, F. 185-188°. Zur Herstellung des Ausgangsmaterials wird eine Lösung von 15,6 g T/J-Phenoxyacetylamino-cephalosporansäure in 50 ml Methanol und 25 ml Äther bei -10° mit einer Lösung von 2,5 ml Äthanolamin in 12,5 ml Methanol versetzt und der Kristallbrei nach kurzem Stehen abgenutscht. Man erhält das kristalline 7/i-Phenoxyacetylamino-cephalosporansäure-Äthanolaminsalz, F. 164°.

Beispiel 17 (Weiterverarbeitung)

Eine Mischung von 45 mg 3-Methylen-7/i-(D-a-tert.-

_>:> butyloxycarbony!amino-phcnylacctylamino)-cephiim- 4-carbonsäure in 1 ml Pyridin wird mit 0,05 ml Trime- thylchlorsilan versetzt und die klare Lösung 17 Stunden bei 22° stehengelassen. Man gibt die Lösung zu einem eiskalten Gemisch Essigester-5-prozentige wäßrige

in Phosphorsäure, trennt die Phasen und dampft den

Essigesterauszug nach Trocknen über Natriumsulfat

ein. Man erhält die einheitliche 3-Methyl-7)3-(D-a-tert.- butyloxycarbonylamino - phenylacetylamino) - ceph - 3 - em-4-carbonsäure; Dünnschichtchromatogramm Rf

j5 (System 52): 0,67; Rf (System 100): 0,60.

Claims (1)

Patentansprüche: 24 OO

1. Verfahren zur Herstellung von 7^-Amino-3-methylen-cepham-carbonsäureverbindungen der Formel

(I)