DE2612926A1

DE2612926A1 - Neue acyl-derivate der 6-(alpha- amino-phenylacetamido)-penicillansaeure

Info

Publication number: DE2612926A1
Application number: DE19762612926
Authority: DE
Inventors: Rita Dr Phil Hoffmann; Kurt Dr Ing Stach; Max Dr Rer Nat Thiel; Wolfgang Dr Med Voemel; Gerd Dr Rer Nat Zimmermann
Original assignee: Boehringer Mannheim GmbH
Current assignee: Roche Diagnostics GmbH
Priority date: 1976-03-26
Filing date: 1976-03-26
Publication date: 1977-10-06

Description

Neue Acyl-Derivate der 6- (a-Amino-phenylacetamido) -penicillansäure
Bekannte 6-a-Aminoacylpenicillansäuren, wie Ampicillin, Amoxycillin, Epicillin und Cyclacillin, sind wertvolle Antibiotika, die das Wachstum eines breiten Spektrumsgrampositiver und gramnegativer Bakterien wirksam hemmen. Diese Penicilline weisen jedoch keine nennenswerte Aktivität gegen Bakterien der Pseudomonas-Gruppe auf. Die bekannten Penicilline Carbenicillin und Sulbenicillin sind wirksam gegen gramnegative Keime einschließlich Pseudomonas. Wegen der aber immer noch relativ geringen Aktivität müssen sie in hohen Dosen verabreicht werden. Außerdem weisen Carbenicillin und Sulbenicillin bei oraler Gabe wegen der schlechten Resorption in Magen-Darm-Trakt nur eine sehr begrenzte Wirksamkeit auf.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Penicillin-Derivate mit einem breiten Wirkungsspektrum gegenüber grampositiven und gramnegativen Keimen, insbesondere solchen der Gattung Pseudomonas, zur Verfügung zu stellen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Penicillin-Derivate der allgemeinen Formel I in der R1 ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkyl-, eine Aralkyl- oder eine gegebenenfalls durch ein Halogenatom substituierte Aryl-Gruppe, R2 und R3, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkyl-Gruppe bedeuten, deren pharmakologisch verträglichen Salze, Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen sowie pharmakologische Zubereitungen mit einem Gehalt an Substanzen der allgemeinen Formel I.
Durch das zusätzliche asymmetrische C-Atom der Acylseitenkette können die neuen Verbindungen in epimeren D- und L-Formen existieren. Die Erfindung umfaßt sowohl die D- und L-Epimeren der allgemeinen Formel I als auch Gemische derselben.
Es wurde gefunden, daß die neuen Verbindungen der allgemeinen Formel I eine ausgezeichnete antibakterielle Wirkung sowohl gegenüber grampositiven als auch gegenüber gramnegativen Keimen, insbesondere solchen der Gattung Pseudomonas, aufweisen und daher besonders vorteilhaft zur Bekämpfung bakterieller Infektionskrankheiten verwendet werden können.
Die niederen Alkyl-Gruppen in den Definitionen der Substituenten R1, R2 und R3 können geradkettig oder verzweigt sein und 1 bis 5, insbesondere 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthalten. Besonders bevorzugt ist die Methyl-Gruppe.
Unter einer Aralkyl-Gruppe ist vorzugsweise ein Benzyl-Rest und unter einer Aryl-Gruppe vorzugsweise ein Phenyl-Rest zu verstehen. Als Halogenatome sind Fluor-, Chlor- und Bromatome, insbesondere jedoch Fluor- und Chloratome bevorzugt.
Als pharmazeutisch verträgliche Salze der erfindungsgemäßen Verbindungen werden die Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Aluminium-, Ammonium- und substituierte Ammoniumsalze, abgeleitet von Aminen wie Procain, Dibenzylamin, N,N-Dibenzyläthylendiamin, N-Äthylpiperidin und Triäthylamin/ bevorzugt.
Die Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel I erfolgt in an sich bekannter Weise; insbesondere ist sie dadurch gekennzeichnet, daß man nach an sich bekannten Methoden der Peptidchemie eine Carbonsäure der allgemeinen Formel II in der R1, R2 und R3 die oben angegebene Bedeutung haben, oder ein reaktives Derivat derselben mit Phenylglycin und 6-Aminopenicillansäure umsetzt und die erhaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel I gewünschtenfalls in pharmakologisch verträgliche Salze überführt.
Dabei ist es möglich, zunächst eine Carbonsäure der allgemeinen Formel II oder ein reaktives Derivat derselben mit Phenylglycin reagieren zu lassen und die erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel III in der R1, R2 und R3 die oben angegebene Bedeutung haben, - gegebenenfalls nach Überführung der Carboxylfunktion in ein reaktives Derivat mit 6-Aminopenicillansäure zu Verbindungen der allgemeinen Formel I umzusetzen, wobei im ersten Teilschritt die Carboxyl-Gruppe des Phenylglycins und im zweiten Teilschritt die Carboxylfunktion der 6-Aminopenicillansäure intermediär zu schützen ist.
Man kann auch zunächst Phenylglycin mit 6-Aminopenicillansäure reagieren lassen und die erhaltene Verbindung der Formel IV mit einer Carbonsäure der allgemeinen Formel II oder einem reaktiven Derivat derselben zu Verbindungen der allgemeinen Formel I umsetzen, wobei im ersten Teilschritt die Amino-Gruppe des Phenylglycins sowie die Carboxylfunktion der 6-Aminopenicillansäure und im zweiten Teilschritt die Carboxylfunktion der a-Aminophenylacetamido-penicillansäure der Formel IV intermediär zu schützen ist.
Als reaktive Derivate von Carbonsäuren der allgemeinen Formeln II und III werden vorzugsweise Säurehalogenide, insbesondere Chloride und Bromide, gemischte Anhydride mit Kohiensäure-mono-niedrigalkylestern, insbesondere Äthyl-oder Isobutylestern oder aktive Ester, insbesondere p-Nitrophenyl, 2,4, 5-Trichlorphenyl-, Pentachlorphenyl-, N-Hydroxysuccinimidester, verwendet.
Die freie Carboxyl-Gruppe des Phenylglycins, der a-Aminophenylacetamido-penicillansäure der Formel IV bzw. der 6-Aminopenicillansäure kann durch Einführen einer Carboxyl-Schutzgruppe oder durch Salzbildung mit einer anorganischen oder einer tertiären organischen Base, wie z.B. Triäthylamin, geschützt werden. Als Carboxyl-Schutzgruppen lassen sich die in der Peptidchemie üblicherweise verwendeten leicht spaltbaren Ester verwenden (vgl. hierzu: Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Bd. 15/1). Bevorzugt sind Silylester (z.B. Trimethylsilylester), Stannylester (z.B. Tri-n-butylzinnester), Benzyl- oder substituierte Benzylester und p-Bromphenacylester.
Bei Verwendung eines Trialkylsilyl-Restes als Carboxyl-Schutzgruppe können auch solche Derivate des Phenylglycins der 6-Aminopenicillansäure bzw. einer Verbindung der Formel IV eingesetzt werden, die außer an der Carboxyl-Gruppe auch am Stickstoffatom der primären Amino-Gruppe einen Trialkylsilyl-Rest tragen.
Der bei der Reaktion des Phenylglycins mit 6-Aminopenicillansäure notwendige Schutz der Amino-Gruppe des Phenylglycins wird durch Einführung einer in der Peptidchemie üblichen Amino-Schutzgruppe, z.B. des Carbobenzoxy-Restes, oder durch Salzbildung mit einer geeigneten anorganischen oder organischen Säure bewirkt.
Die Umsetzungen zur Herstellung der erfindungsgemäßen Substanzen erfolgen in an sich in der Peptidchemie bekannten Weise , wie sie z.B. in Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Bd. 15/2, näher erläutert werden. Vorzugsweise werden die Acylierungsreaktionen in inerten organischen Lösungsmitteln, beispielsweise Methylenchlorid, Aceton, Essigester, Acetonitril, Dimethylformamid, Tetrahydrofuran, Dioxan oder Mischungen davon, bei Temperaturen von -7O0C bis +1000C, bevorzugt zwischen -3O0C und +10°C, durchgeführt.
Wird bei einem beliebigen Teilschritt die Carboxyl-Gruppe der Amin-Komponenten durch Salzbildung geschützt, so kann die Umsetzung mit der Carbonsäure-Komponenten auch in Wasser als Lösungsmittel durchgeführt werden, wenn als reaktives Derivat der letzteren ein Carbonsäurechlorid oder ein Mischanhydrid verwendet wird.
Wird die Carbonsäure-Komponente als freie Carbonsäure eingesetzt, so kann die Amidbindung unter Einsatz eines Carbodiimids, z.B. Dicyclohexylcarbodiimids, geknüpft werden.
Für den Fall, daß als reaktives Derivat der Carbonsäure-Komponenten ein Carbonsäurechlorid eingesetzt wird, kann dieses besonders vorteilhaft aus der freien Carbonsäure und Thionylchlorid in Hexamethylphosphorsäuretriamid gemäß einer von J.F. Normant und H. Deshayes in Bull. Soc. Chim.
Fr. 1972, 2854, beschriebenen Methode hergestellt und ohne Isolierung mit der carboxylgeschützten Amin-Komponenten umgesetzt werden. Der übliche Zusatz einer Base, z.B. eines tertiären Amins, beispielsweise Triäthylamin, N-Methylmorpholin oder N,N-Dimethylanilin, erübrigt sich, da das Lösungsmittel Hexamethylphosphorsäuretriamid den entstehenden Chlorwasserstoff abfängt.
Die Abspaltung der Schutzgruppen nach erfolgter Umsetzung kann in üblicher Weise durchgeführt werden. So kann z.B.
ein als Carboxyl-Schutzgruppe verwendeter Trialkylsilyl-Rest unter besonders milden Bedingungen durch Behandlung des Reaktionsproduktes mit Wasser oder niedrigen Alkoholen entfernt werden. Benzylester lassen sich durch katalytische Hydrierung mittels eines Edelmetallkatalysators, z.B. Palladium-Kohle, abspalten. Eine als Trialkylzinnester oder Phenacylester geschützte Carboxyl-Gruppe kann durch Kalium- oder Natriumthiophenolat freigesetzt werden. Die beispielsweise durch den Carbobenzoxy-Rest geschützte Amino-Gruppe des Phenylglycins kann nach der Reaktion durch katalytische Hydrierung in die freie Amino-Gruppe überführt werden.
Die als Ausgangsprodukte verwendeten Carbonsäuren der allgemeinen Formel II sind bisher ebenfalls nicht beschrieben.
Sie können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden Beispielsweise kann eine Carbonsäure der allgemeinen Formel II erhalten werden, indem man ein Isocyanat der allgemeinen Formel V R1-N=C=O (V), in der R1 die oben angegebene Bedeutung besitzt, mit einem Iminodiessigsäure-Derivat der allgemeinen Formel Vl in der R2 und R3 die oben angegebene Bedeutung haben, zu der entsprechenden Ureido-Verbindung der allgemeinen Formel VII in der R1, R2 und R3 die oben angegebene Bedeutung haben, umsetzt, die dann durch Cyclisieren in ein Hydantoin-Derivat der allgemeinen Formel II übergeführt wird.
An Stelle eines Iminodiessigsäure-Derivates der allgemeinen Formel VI kann auch ein entsprechendes Ester-, Diester-, Nitril-, Dinitril- oder gemischtes Ester-Nitril-Derivat eingesetzt werden. In diesem Falle ist es erforderlich, im Anschluß an die Cyclisierung den erhaltenen Ester bzw. das entstandene Nitril der Verbindung der allgemeinen Formel II in üblicher Weise sauer oder alkalisch zu verseifen.
Die Cyclisierung von Verbindungen der allgemeinen Formel VII erfolgt in an sich bekannter Weise, z.B. durch Kochen mit wäßriger Mineralsäure, beispielsweise Salzsäure.
Bei Verwendung einer unsymmetrisch substituierten Iminodiessigsäure der allgemeinen Formel II bzw. eines Ester- oder Nitril-Derivates davon können Isomere entstehen, die sich durch die Stellung der Substituenten R2 und R3 am Ring oder in der Seitenkette unterscheiden. Durch Auswahl eines geeigneten Ester-, Nitril- bzw. gemischten Ester-Nitril-Derivates kann die Cyclisierung in gewissem Maße so gelenkt werden, daß bevorzugt die gewünschten Hydantoin-essigsäure-Derivate der allgemeinen Formel II mit den Substituenten R2 und R3 am Ring gebildet werden.
Auf diese Weise lassen sich bevorzugt Hydantoin-essigsäuren der allgemeinen Formel II herstellen, in denen R1 einen gegebenenfalls halogen-substituierten Aryl-Rest vorstellt.
Man setzt hierzu gegebenenfalls halogen-substituierte Arylisocyanate in wäßriger, neutraler Lösung mit Iminodiessigsäuren der allgemeinen Formel VI um und erhält nach der Cyclisierung durch Kochen mit wäßriger Salzsäure direkt die gewünschte Carbonsäure der allgemeinen Formel II.
Ferner kann zur Herstellung einer Carbonsäure der allgemeinen Formel II ein gegebenenfalls in 5-Stellung mono- oder disubstituierter (Hydantoin-l-yl) -essigsäureester, z.B. der (Hydantoin-l-yl)-essigsäureäthylester, der in J. Amer. Chem.
Soc. 37, 935 (1915) beschrieben ist, in an sich bekannter Weise mit Alkylhalogeniden, insbesondere Bromiden oder Jodiden, am Imidstickstoff (in 3-Stellung) alkyliert werden. Zur Alkylierung von Hydantoinen vgl. Chem.Revs. 46, 403 (1950) sowie J. Med. Chem. 16, 955 (1973).
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel II, insbesondere solchen, bei denen R1 ein Wasserstoffatom bedeutet, geht von Hydantoinen der allgemeinen Formel VIII aus, in der R2 und R3 die oben angegebene Bedeutung haben und R dieselbe Bedeutung wie R1 mit Ausnahme eines Wasserstoffatoms besitzt oder eine Schutzgruppe darstellt, die die - eindeutige Alkylierung am Stickstoffatom in l-Stellung ermöglicht.
Diese Hydantoin-Derivate werden in an sich bekannter Weise durch Umsetzung mit Natriumhydrid in einem polaren, aprotischen Lösungsmittel, z.B. Dimethylformamid, und anschließende Reaktion mit einem Halogenessigsäureester, vorzugsweise Bromessigsäureäthylester, am Stickstoffatom in l-Stellung alkyliert [vgl. hierzu J.C.S. Perkin I 219 (1974)j.
Als Schutzgruppen R dienen substituierte Aminomethyl-Gruppen, die durch Aminomethylierung mit Formaldehyd und einem sekundären Amin, z.B. Piperidin oder Morpholin, selektiv in der 3-Stellung des Hydantoins eingeführt [vgl. hierzu Tetrahedron 15, 93 (1961) und Experientia 21, 508 (1965)] und im Anschluß an die Alkylierungsreaktion durch milde, saure Hydrolyse wieder entfernt werden können. Die Hydrolyse der Ester-Gruppe erfolgt in bekannter Weise durch alkalische Verseifung, z.B. mit äthanolischem Kaliumhydroxid.
Zur Überführung der Verbindungen der allgemeinen Formel I in ihre pharmakologisch unbedenklichen Salze setzt man diese in an sich bekannter Weise mit Metallsalzen geeigneter Säuren, z.B. Natriumhydrogencarbonat, Kalium-2-äthyl-hexanoat, oder mit geeigneten organischen Aminen, z.B. Triäthylamin oder N-Äthylpiperidin, um.
Zur Herstellung von Arzneimitteln werden die erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel I oder deren pharmakologisch unbedenklichen Salze in an sich bekannter Weise mit geeigneten pharmazeutischen Trägersubstanzen, Aroma-, Geschmacks- und Farbstoffen gemischt und beispielsweise als Tabletten oder Dragees ausgeformt oder unter Zugabe entsprechender Hilfsstoffe in Wasser oder Ö1, wie z.B. Olivenöl, suspendiert oder gelöst.
Die erfindungsgemäßen neuen Substanzen I und ihre Salze können in flüssiger oder fester Form parenteral appliziert werden.
Als Injektionsmedium kommt vorzugsweise Wasser zur Anwendung, welches die bei Injektionslösungen üblichen Zusätze wie Stabilisierungsmittel, Lösungsvermittler oder Puffer enthält.
Derartige Zusätze sind z.B. Tartrat- und Citratpuffer, Äthanol, Komplexbildner (wie Äthylendiamintetraessigsäure und deren nicht-toxischen Salze), hochmolekulare Polymere (wie flüssiges Polyäthylenoxyd) zur Viskositätsregulierung. Feste Trägerstoffe sind z.B. Stärke, Lactose, Mannit, Methylcellulose, Talkum, hochdisperse Kieselsäuren, höher-molekulare Fettsäuren (wie Stearinsäure), Gelatine, Agar-Agar, Calciumphosphat, Magnesiumstearat, tierische und pflanzliche Fette und feste hochmolekulare Polymere (wie Polyäthylenglykole), für orale Applikation geeignete Zubereitungen können gewünschten falls Geschmacks- und Süßstoffe enthalten.
Bevorzugt im Sinne der vorliegenden Anmeldung sind außer den in den folgenden Beispielen genannten Verbindungen die folgenden: D-a {[3-(4-Fluorphenyl)-hydantoin-1-yl]-acetamido}-benzylpenicillin D-α{[3-(4-Chlorphenyl)-hydantoin-1-yl]-acetamdo}-benzylpenicillin.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1 D~a-[(5,5-Dimethylhydantoin-l-yl)-acetamido]-benzylpenicillin 1,5 g (5,5-Dimethylhydantoin-l-yl)-essigsäure werden in 10 ml Hexamethylphosphorsäuretriamid und 5 ml Methylenchlorid gelöst. Nach dem Abkühlen auf -10°C wird die Mischung tropfenweise mit 0,96 g Thionylchlorid in 5 ml Methylenchlorid versetzt. Die klare Lösung rührt man 45 Minuten bei -100C und tropft dann eine Lösung von N-Trimethylsilyl-ampicillintrimethylsilylester (hergestellt aus 2,8 g wasserfreiem Ampicillin und 1,73 g Trimethylchlorsilan) in Methylenchlorid zu. Die Reaktionsmischung wird eine Stunde bei -100C gerührt und dann auf Raumtemperatur erwärmt. Das Methylenchlorid wird im Vakuum abdestilliert, der Rückstand unter Eiskühlung mit 45 ml gesättigter Natriumhydrogencarbonat-Lösung versetzt. Man extrahiert mit Essigester, säuert die wässrige Phase auf pH 2 an und extrahiert erneut mit Essigester. Der Essigesterextrakt wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und dann mit 5 ml 2 N Kaliumäthylhexanoat-Lösung in Tetrahydrofuran versetzt. Der ausfallende Niederschlag wird abfiltriert. Man erhält 2,5 g (56Yod.Th.) Kaliumsalz des D-a-[(5,5-Dimethylhydantoin-l-yl)-acetamido]-benzyl-penicillins vom Fp. 214 - 2170C (unter Zersetzung).
Die als Ausgangssubstanz verwendete (5,5-Dimethylhydantoin-lyl)-essigsäure wird wie folgt hergestellt: 110 g 5, 5-Dimethyl-3-morpholinomethyl-bydantoin (0,474 mol) werden in 400 ml trockenem Dimethylformamid gelöst und portionsweise mit 14,5 g Natriumhydrid-Suspension in Mineralöl versetzt. Nach etwa 2 Stunden werden zu der Lösung unter Kühlung 100 g (0,6 mol) Bromessigsäureäthylester hinzugegeben. Man läßt bei Raumtemperatur weiterrühren und schließlich 24 Stunden lang stehen. Die Reaktionsmischung wird mit Wasser versetzt und zur Abspaltung der Morpholinomethyl-Gruppe mit 2 N Salzsäure angesäuert. Die Lösung wird mit Essigester extrahiert und die organische Phase getrocknet und eingedampft. Das Rohprodukt wird mit Methylisobutylketon digeriert und der Niederschlag abgesaugt. Man erhält 30 g (30 % d.Th.) (5,5-Dimethyl-hydantoin-1-yl)-essigsäureäthylester.
Fp.: 169 - 170°C.
15,8 g (0,05 mol) Bariumhydroxid werden in 400 ml Wasser gelöst und mit 21,4 g (0,1 mol) (5,5-Dimethylhydantoin-l-ylessigsäureäthylester versetzt. Unter Rühren erhitzt man 3,5 Stunden. Nach dem Abkühlen wird mit Essigester extrahiert.
Die wässrige Phase wird in der Hitze mit 80 ml 2 N Schwefelsäure versetzt, das ausgefallene Bariumsulfat wird abfiltriert und das Filtrat wird zur Trockene eingedampft. Das Rohprodukt wird aus Tetrahydrofuran/Methylisobutylketon umkristallisiert.
Man erhält 14,5 g (78 % d.Th.) (5,5-Dimethylhydantoin-l-yl)-essigsäure. Fp.: 196 - 2120C.
Beispiel 2 D-a-t(3-Phenylhydantoin-l-yl)-acetamido]-benzylpenicillin 2,34 g (3-Phenylhydantoin-l-yl)-essigsäure werden in 200 ml Methylenchlorid suspendiert und durch Zugabe von 1,02 g N-Methylmorpholin in Lösung gebracht. Nach dem Abkühlen auf -200C wird die Mischung tropfenweise mit 1,44 g Chlorameisensäureisobutylester versetzt und 30 Minuten bei -150C gerührt.
Anschließend tropft man eine Lösung von N-Trimethylsilylampicillin-trimethylsilylester in Methylenchlorid zu (hergestellt aus 3,49 g wasserfreiem Ampicillin und 2,17 g Trimethylchlorsilan). Die Reaktionsmischung wird 2 Stunden bei -150C gerührt und anschließend auf Raumtemperatur erwärmt.
Das Methylenchlorid wird abgezogen, der Rückstand in Essigester aufgenommen und mit 80 ml halbkonzentrierter Natriumhydrogencarbonat-Lösung versetzt. Die organische Phase wird abgetrennt und die wäßrige Phase mit verdünnter Salzsäure bis pH 2 angesäuert. Man extrahiert das Reaktionsprodukt mit Essigester, trocknet den Extrakt mit wasserfreiem Natriumsulfat und tropft 5 ml 2 N Kaliumäthylhexanoat-Lösung in Tetrahydrofuran zu. Der ausfallende Niederschlag wird abfiltriert. Man erhält 3,lg(51 % d.Th.)Kaliumsalz des D-a-[(3-Phenylhydantoin-l-yl) -acetamido] -benzyl-penicillins vom Fp. 196 - 198°C (unter Zersetzung).
Die als Ausgangssubstanz verwendete (3-Phenylhydantoin-l-yl)-essigsäure wird auf folgende Weise hergestellt: 33,2 g (0,25 mol) Iminodiessigsäure und 30,8 g (0,55 mol) Kaliumhydroxid werden in 100 ml Wasser gelöst. Unter starkem Rühren läßt man im Laufe von 4 Stunden 33 g (0,275 mol) Phenylisocyanat zutropfen. Die Mischung wird noch 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und über Nacht stehen gelassen. Der ausgefallene Niederschlag wird abfiltriert und mit 50 ml Wasser gewaschen. Filtrat und Waschwasser werden mit 250 ml konzentrierter Salzsäure versetzt und 1 Stunde unter Rückfluß gekocht.
Anschließend wird die Mischung mit Eis gekühlt. Die ausgefallenen Kristalle werden abfiltriert und im Vakuumexsiccator getrocknet. Das Rohprodukt (53,5 g) wird aus Äthanol umkristallisiert. Man erhält 45 g (77 % d.Th.) 3-Phenylhydantoin-l-yl)-essigsäure. Fp. 204 - 2060C.
Beispiel 3 D <-[(3-Benzythydantoin-l-yL)-acetamido]-benzylpenicillin Aus 2,48 g (3-Benzylhydantoin-L-yl)-essigsäure und der äquimolaren Menge N-Trimethyls ilyl-ampicillin-trimethylsilylester werden nach der in Beispiel 2 beschriebenen Arbeitsweise 3,99 g (65 % d.Th.) Kaliumsalz des De-[(3-Benzyl-hydantoin-L-yl)-acetamido]-benzylpenicillin vom Fp. 183 - 1850C (unter Zersetzung) erhalten.
Die als Ausgangssubstanz verwendete (3-Benzylhydantoin-l-yL)-essigsäure wird auf folgende Weise hergestellt: Eine Lösung von 12,1 g (65 mmol) (Hydantoin-l-yl)-essigsäureäthylester in 325 ml destilliertem Dimethylformamid wird unter Rühren mit 1,96 g (65 mmol) Natriumhydrid versetzt. Nach beendeter Salzbildung werden 11,15 g (65 mmol) Benzylbromid zugegeben und die Reaktionsmischung 4 Stunden auf 1000C erwärmt.
Dann wird das Dimethylformamid abdestilliert, der Rückstand mit Wasser versetzt und das Produkt mit Essigester extrahiert.
Nach dem Abdestillieren des Essigesters erhält man ein Ö1, das nach dem Animpfen durchkristallisiert. Es ergeben sich 18,1 g (100 % d.Th.) (3-Benzylhydantoin-l-yl) -essigsäureäthylester.
Fp. 70°C.
18 g (65 mmol) (3-Benzylhydantoin-l-yl)-essigsäureäthylester werden mit einer Lösung von 3,65 g (65 mmol) Kaliumhydroxid in 75 ml Äthanol versetzt. Der Ester geht unter Erwärmen in Lösung. Man läßt über Nacht stehen, engt zur Trockne ein, versetzt mit Wasser und äthert aus. Die wäßrige Phase wird angesäuert, mit viel Essigester extrahiert, der Extrakt wird getrocknet und eingedampft. Das verbleibende Ö1 wird mit Äther angerieben. Das Produkt kristallisiert aus. Nach dem Abfiltrieren und Waschen mit Ligroin verbleiben 12,0 g (75 % d.Th.) (3-Benzylhydantoin-l-yl)-essigsäure. Fp. 90 - 920C.
Beispiel 4 D-a-[(3-Methylhydantoin-1-yl)-acetamido]-benzylpenicillin Aus 3,44 g (3-Methylhydantoin-l-yl)-essigsäure und der äquimolaren Menge N-Trimethyl silyl-ampicillin-trimethylsilylester werden nach der in Beispiel 2 beschriebenen Arbeitsweise 6,6 g (61 % d.Th.) Kaliumsalz des D-a-[(3 ethylhydantoin-lvl)-acetamido]-benzylpenicillins vom Fp. 198 - 2000C(unter Zersetzung> erhalten.
Die als Ausgangsprodukt verwendete (3-Methylhydantoin-l-yl)-essigsäure wird wie folgt hergestellt 3 g einer 8OYoigen Natriumhydrid-Suspension werden durch Waschen mit Petroläther vom Mineralöl befreit und mit- 50 ml getrocknetem Dimethylformamid versetzt. Man gibt unter Rühren 11,4 g (0,1 mol) 3-Methylhydantoin zu. Nach einstündigem Rühren werden im Laufe von einer Stunde 20 g (0,12 mol) Bromessigsäureäthylester zugetropft. Man rührt die Mischung noch 3 Stunden und läßt über Nacht stehen. Am nächsten Tag werden 25 ml Chlorwasserstoff und 10 ml Wasser zugegeben. Dabei geht der vorhandene Niederschlag in Lösung. Es wird zweimal mit Essigester extrahiert und der Essigesterextrakt gründlich mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen und Eindampfen der organischen Phase erhält man 18,2 g (91 % d.Th.) (3-Methylhydantoin-l-yl)-essigsäureäthylester als gelbliches Öl.
31 g (3-Methylhydantoin-l-yl)-essigsäureäthylester werden unter Rühren bei Raumtemperatur mit einer Lösung von 11,2 g Kaliumhydroxid in 230 ml Äthanol versetzt. Nach dreistündigem Rühren wird die Mischung zur Trockene eingedampft, in Wasser gelöst und mit Essigester extrahiert. Die wäßrige Phase wird mit 6 N Salzsäure angesäuert und insgesamt zwölfmal mit Essigester extrahiert. Die vereinigten Essigesterphasen ergeben nach dem Eindampfen und Trocknen 8,6gRohprodukt. Nach Umkristallisieren aus Methylisobutylketon erhält man 5,5 g (21 % d.Th.) (3-Methylhydantoin-l-yl)-essigsäure. Fp. 122 - 1240C.
Beispiel 5 D-a-[(3,5,5-Trimethylhydantoin-1-yl)-acetamido]-benzylpenicillin Aus 3,0 g (3,5,5-Trimethylhydantoin-l-yl)-essigsäure und der äquivalenten Menge N-Trimethylsilyl-ampicillin-trimethylsilylester werden nach der in Beispiel 2 beschriebenen Arbeitsweise 7,4 g (87 % d.Th.) Kalium-Salz des D-a-[(3,5,5-Trimethylhydantoin-l-yl)-acetamido]-benzylpenicillins vom Fp. 186 - 1890C (unter Zersetzung) erhalten.
Die als Ausgangssubstanz verwendete (3,5,5-Trimethylhydantoin-lyl)-essigsäure wird auf folgende Weise hergestellt: 7,5 g (5, 5-Dimethylhydantoin-l-yl) -essigsäureäthylester (Herstellung in Beispiel 1 beschrieben) werden in 37,5 ml Dimethylformamid gelöst und 1,05 g Natriumhydrid in Mineralöl (8obige Suspension) portionsweise unter Rühren hinzugegeben. Zur Vervollständigung der Salzbildung wird die Mischung eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt und dann tropfenweise mit 7,1 g Methyljodid versetzt. Nach zweistündigem Rühren bei Raumtemperatur wird das Reaktionsgemisch noch 45 Minuten auf 800 erhitzt und nach dem Abkühlen mit Wasser versetzt. Die klare Lösung wird mit Essigester extrahiert, der Extrakt mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Es hinterbleiben etwa 7 g eines gelblichen Öls, das ohne Reinigung weiter verarbeitet wird. Man versetzt das Öl mit einer Lösung von 2,25 g Kaliumhydroxid in 46 ml Äthanol, rührt die Mischung 3 Stunden bei Raumtemperatur und engt zur Trockene ein. Der Rückstand wird in Wasser gelöst und die Lösung mit Essigester extrahiert. Die wässrige Phase wird auf pH 1-2 gestellt und mehrere Male mit Essigester extrahiert. Die vereinigten Extrakte werden getrocknet und das Lösungsmittel abdestilliert. Das zurückbleibende Öl kristallisiert nach dem Anreiben mit Methylisobutylketon und Ligroin. Man erhält 3,9 g (56 % d.Th.) (3,5,5-Trimethylhydantoin-l-yl)-essigsäure vom Fp. 118 - 1200C.
Beispiel 6 D-a- [ ( 3-Phenylhydantoin-l-yl) -acetamido] -benzylpen ic illin Aus 3,67 g N-[(3-Phenylhydantoin-l-yl)-acetamido]-D-phenylglycin und der äquivalenten Menge N-Trimethylsilyl-6-amino-penicillansäuretrimethylsilylester werden nach der in Beispiel 2 beschriebenen Arbeitsweise 2,9 g (48 % d.Th.) Kalium-Salz des D-a-[(3-Phenylhydantoin-l-yl) -acetamidoi-benzylpenicillins vom Fp. 194 -1970C (unter Zersetzung) erhalten.
Das als Ausgangsprodukt verwendete N-[(3-Phenylhydantoin-l-yl) acetamido]-D-phenylglycin wird auf folgende Weise hergestellt: 2,34 g (3-Phenylhydantoin-l-yl)-essigsäure (Herstellung in Beispiel 2 beschrieben) werden in 20 ml trockenem Methylenchlorid und 102 g N-Methylmorpholin gelöst. Man kühlt die Lösung auf -200C ab und tropft 1,44 g Chlorameisensäureisobutylester zu. Nach 45 Minuten Rühren bei -150C wird eine äquivalente Menge N-Trimethylsilyl-D-phenylglycintrimethylsilylester [vgl. Synthesis 420 (1974)] in trockenem Methylenchlorid zugetropft. Das Reaktionsgemisch wird 2 Stunden bei -10°C gerührt, auf Raumtemperatur erwärmt und eingedampft.
Der Rückstand wird in 45 ml gesättigter Natriumhydrogenkarbonat-Lösung aufgenommen, die Lösung mit Essigester extrahiert, die wäßrige Phase abgetrennt und mit verdünnter Salzsäure bis pH 2 angesäuert. Der ausfallende Niederschlag wird abgesaugt, gut mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhält 2, 76 g (75 % d.Th.) N- [ (3-Phenylhydantoin-l-yl) -acetamido] -D-phenylglycin. Eine Probe wird aus Äthanol umkristallisiert und schmilzt bei 175 - 1770C.
Beispiel 7 D-a-[(3-n-Propylhydantoin-l-yl)-acetamido]-benzylpenicillin Aus 2,0 g (3-n-Propylhydantoin-l-yl)-essigsäure und der äquivalenten Menge N-Trimethylsilyl-ampicillin-trimethylsilylester werden nach der in Beispiel 2 beschriebenen Arbeitsweise 2,4 g (80 % d.Th.) Kalium-Salz des D-a-[(3-n-Propylhydantoin-l-yl)-acetamido]-benzylpenicillins vom Fp. 185 - 187& (unter Zersetzung) erhalten.
Die als Ausgangssubstanz eingesetzte (3-n-Propylhydantoin-ly4-essigsäure erhält man durch Alkylierung des (Hydantoin-lyl)-essigsäureäthylester mit n-Propyljodid und anschließender Verseifung des entstandenen (3-n-Propylhydantoin-l-yl)-essigsäureäthylesters analog dem in Beispiel 5 beschriebenen Verfahren zur Herstellung von l-(1,5,5-Trimethylhydantoin)-essigsäure. Die Carbonsäure fällt als leicht gelbliches Öl an und wird zur Isolierung durch Umsetzung mit 16 ml 2 N Kaliumäthylhexanoat in das Kaliumsalz überführt. Fp. 120 - 1220C.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Penicillin-Derivate der allgemeinen Formel I in der R1 ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkyl-, eine Aralkyl- oder eine gegebenenfalls durch ein Halogenatom substituierte Aryl-Gruppe, R2 und R3, die gleich oder verschieden sein 3' können, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkyl-Gruppe bedeuten, sowie deren pharmakologiSch verträglichen Salze.
2. Verfahren zur Herstellung von Penicillin-Derivaten der allgemeinen Formel I in der R1 ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkyl-, eine Aralkyl- oder eine gegebenenfalls durch ein Halogenatom substituierte Aryl-Gruppe, R2 und R3, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkyl-Gruppe bedeuten, sowie deren pharmakologisch verträglichen Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß man nach an sich bekannten Methoden der Peptidchemie eine Carbonsäure der allgemeinen Formel II in der R1, R2 und R die oben angegebene Bedeutung haben, oder ein reaktives Derivat derselben mit Phenylglycin und 6-Aminopenicillansäure umsetzt und die erhaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel I gewünschtenfalls in pharmakologisch verträgliche Salze überführt.
3. Verwendung von Substanzen der allgemeinen Formel I und deren pharmakologisch verträglichen Salzen zur Herstellung von Arzneimitteln mit antibakterieller Wirkung.
4. Arzneimittel, bestehend aus Verbindungen gemäß Anspruch 1 und üblichen Träger- und Hilfsstoffen.