Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft neue antibakterielle
2-substituierte Alkyl-3-carboxycarbapenemverbindungen, die durch
Kondensation eines 2-Oxocarbapenem-3-carbonsäureesters mit einem
stabilisierten Ylid, gefolgt von der Entfernung der
Esterschutzgruppe, erhalten werden.
2. Kurze Diskussion des Standes der Technik
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Carbapeneme mit einer substituierten Alkylgruppe in der
2-Stellung sind auf dem Gebiet dafür bekannt, daß sie eine
interessante antibakterielle Wirksamkeit zeigen. Siehe
beispielsweise US-Patente 4 539 208 und 5 194 047, beide Merck &
Co. Inc. zugeschrieben.
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Das im allgemeinen verwandte Verfahren zur Erzeugung
dieser Verbindungen ist ein vielschrittiges, dessen kritische
ringbildende Reaktion im allgemeinen eine interne
Wittig-Reaktion beinhaltet, wie im folgenden Syntheseschema dargestellt:
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Gleichwohl ist die Gesamtsynthese länglich und ist für
bestimmte Gruppen W nicht effizient, beispielsweise für COR,
CO&sub2;R und CN.
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Sandoz hat kürzlich in Tetrahedron Letters, Vol. 25, Nr.
52, S. 5989-5992 (1984) die Wittig-Reaktion zwischen
6-FluoralkYl-2-oxocarbapenam-3-carbonsäureestern, Ketoestern und
Triphenylphosphoranyliden berichtet. Es wird jedoch gesagt, daß
Schwierigkeiten bei dem Versuch zur Entfernung der 3-(para-
Nitrobenzylcarboxylat)-Schutzgruppe auftraten und daß
Carbapenamverbindungen und untrennbare Mischungen erhalten wurden. Es
wird ferner festgestellt, daß keine der erhaltenen Verbindungen
interessante antibakterielle Wirksamkeit zeigte.
Zusammenfassung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird eine Verbindung der Strukturformel
bereitgestellt
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worin R¹ unabhängig aus mit Hydroxy substituiertem linearem oder
verzweigtem C&sub1;-C&sub3;-Alkyl ausgewählt ist; R2a Benzyl,
para-Nitrobenzyl, Allyl, 2-Chlorallyl, H oder ein wasserlösliches Kation
ist; W CN oder CO&sub2;R&sup4; ist; R³ H oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist; und R&sup4; aus
C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub7;-C&sub1;&sub1;-Aralkyl, worin der Arylteil Phenyl oder mit
Chlor, C&sub1;-C&sub3;-Alkoxy oder Di(C&sub1;-C&sub3;-alkyl)amino substituiertes
Phenyl ist, ausgewählt ist.
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Des weiteren wird eine Verbindung der Strukturformel
bereitgestellt
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worin R¹, R2a und R³ wie oben mit Bezug auf die Formel exo IV definiert sind und W CN ist.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen können nach einem
Verfahren hergestellt werden, das als Schritt das
Inberührungbringen einer Verbindung der Strukturformel
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worin R¹ unabhängig aus mit Hydroxy substituiertem linearem oder
verzweigtem C&sub1;-C&sub3;-Alkyl ausgewählt ist, R² Benzyl,
para-Nitrobenzyl,
Allyl oder 2-Chlorallyl ist, mit einem Phosphoran der
Strukturformel
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worin W wie oben mit Bezug auf die Formel exo IV oder endo IV
definiert ist, R³ Wasserstoff oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist und Ar Phenyl
oder mit Chlor, C&sub1;-C&sub3;-Alkoxy oder Di(C&sub1;-C&sub3;-alkyl)amino
substituiertes Phenyl ist, in einem inerten Lösungsmittel bei einer
Temperatur im Bereich von 100 bis 40ºC unter Bildung einer
Verbindung der Strukturformel
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worin die gestrichelte Linie entweder eine endo- oder exo-
Doppelbindung oder eine Mischung davon ist, je nachdem, umfaßt.
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Die exo-Isomere der Struktur III können entweder als E-
oder als Z-Form oder als Mischung der beiden bestehen. Diese
Strukturen sind nachstehend zusätzlich zum endo-Isomeren
dargestellt.
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Falls erwünscht, kann die R²-Gruppe von III entfernt
werden, was zu einer Verbindung der Strukturformel führt
worin R2b H oder ein wasserlösliches Kation ist, und wobei IVa
die nachstehend angegebene endo- und exo-Form einschließt.
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Bestimmte der Verbindungen gemäß der Erfindung können
auch nach einem Verfahren hergestellt werden, das als Schritte
(a) das Inberührungbringen einer Verbindung der Strukturformel
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mit einem Phosphoran der Strukturformel
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worin W und R³ wie vorstehend definiert sind, in einem inerten
Lösungsmittel bei einer Temperatur im Bereich von etwa 0ºC bis
25ºC unter Bildung einer Verbindung der Strukturformel
worin die gestrichelte Linie entweder eine endo- oder eine exo-
Doppelbindung oder eine Mischung davon darstellt, je nachdem,
wie in den nachstehenden Strukturen dargestellt
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(b) falls erwünscht, das Entfernen der Esterallylgruppe durch
Inberührungbringen mit einer Mischung aus einem
Pdº-Phosphinkomplex, einer verzweigtkettigen Alkansäure oder einem Kaliumsalz
davon und einem inerten Lösungsmittel dafür umfaßt, was zu einer
Verbindung der Strukturformel führt
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worin R2b H oder ein wasserlösliches Kation ist. Struktur VI
schließt die beiden folgenden endo- und exo-Formen ein.
Beschreibung der Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen können nach dem im
folgenden Syntheseschema dargestellten Verfahren hergestellt
werden:
Schritt (1)
Möglicher Schritt (2)
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Das bicyclische Ketoester-Ausgangsmaterial I ist einfach
verfügbar, wenn R¹ H, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl oder hydroxysubstituiertes C&sub1;-
C&sub4;-Alkyl ist. Seine Synthese beschreibende Referenzen sind US-A-
4 369 187 und US-A-4 318 912, beide Merck & Co. Inc.
zugeschrieben und hier durch Verweis für diesen Zweck einbezogen.
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Das Triarylphosphoranylid ist ebenfalls schnell
verfügbar und kann durch die in den Referenzen A. W. Johnson, Ylide
Chemistry, Academic Press, N. Y. (1966); A. Maercker, Organic
Reactions, Vol. 14, 270-490 (1965), hier durch Verweis für
diesen Zweck einbezogen, hergestellt werden.
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In Schritt (1) wird die Wittig-Kondensation in einem
inerten trockenen Lösungsmittel durchgeführt. Repräsentative
Beispiele für inerte Lösungsmittel sind Chloroform,
Methylenchlorid, Tetrahydrofuran und Dioxan. Ein bevorzugtes
Lösungsmittel zur Verwendung im Anfangsschritt ist Methylenchlorid.
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Die Temperatur, bei der die Wittig-Reaktion durchgeführt
wird, liegt im Bereich von -10º bis 40º und vorzugsweise im
Bereich von 0º bis 25ºC.
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Die Reaktion wird unter einem Druck von 1 Atmosphäre und
vorzugsweise unter einer inerten Stickstoff- oder
Argonatmosphäre durchgeführt.
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Die Konzentration an Phosphorylid und bicyclischem
Ketoester unter den Bedingungen im Lösungsmittel liegt
normalerweise im Bereich von etwa 0,05 bis 0,5 Mol/l und vorzugsweise
von 0,2 bis 0,3 Mol/l. Im allgemeinen werden 1 bis 2 Äquivalente
des Ylidreagenses pro Äquivalent bicyclischem Ketoester und
vorzugsweise 1,5 Äquivalente verwandt.
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Die Reaktionszeit liegt im allgemeinen im Bereich von
0,5 bis 10 Stunden und vorzugsweise von 1 bis 3 Stunden.
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Struktur III, das Wittig-Produkt, kann mit herkömmlichen
Techniken auf diesem Gebiet isoliert werden, unter Einschluß von
Filtration, Wäsche, Zentrifugieren, Chromatographie und
dergleichen. Ausbeuten an Struktur III aus der Wittig-Reaktion liegen
im Bereich von 10 bis 100% und vorzugsweise von 70 bis 90%.
Diese Materialien werden dann im möglichen Schritt (2), der
Entfernung der Gruppe R², beispielsweise durch katalytische
Hydrierung, Esteraustausch und dgl., verwandt, um die freien Säuren
abzuleiten, die die antibakterielle Wirksamkeit zeigen.
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Wenn R² Benzyl oder para-Nitrobenzyl (PNB) ist, kann
eine katalytische Hydrierung zur Entfernung der Estergruppe
verwandt werden. Beispielsweise ergibt ein herkömmlicher
Palladiumauf-Kohlenstoff-Katalysator in Suspension in Tetrahydrofuran,
Dioxan, Ethanol, Wasser oder Mischungen davon, gegebenenfalls in
Gegenwart einer Base, wie Natriumbicarbonat oder
Kaliumbicarbonat, bei Raumtemperatur und 1 bis 3 Atmosphären Wasserstoffdruck
nach 1 bis 3 Stunden isolierte Mischungen der exo- und endo-
Form. Die Ausbeuten an nach diesem Verfahren erhaltenen endo-IVa
sind im allgemeinen niedrig und nicht akzeptabel. Die mit der
hydrogenolytischen Deblockierung erzeugten Hauptprodukte sind
die nachstehend gezeigten voll gesättigten, überreduzierten
Carbapenamprodukte.
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Ein bevorzugtes Verfahren zur Entfernung der
Schutzgruppe, wenn R² Allyl ist und die Allylgruppe gegen Wasserstoff,
Natrium oder Kalium ausgetauscht werden soll, ist durch
Inberührungbringen mit einer eine Alkansäure oder ein Alkalialkanoat,
vorzugsweise 2-Ethylhexansäure, Natrium-2-ethylhexanoat oder
Kalium-2-ethylhexanoat, und einen Palladium(O)-Komplex,
vorzugsweise Tetrakis(triphenylphosphin)palladium, in Ethylacetat,
Methylenchlorid, Tetrahydrofuran oder Mischungen davon
enthaltenden Mischung bei 0º-25ºC unter einer inerten Atmosphäre
(Stickstoff oder Argon) für 0,2 bis 0,5 Stunden unter Erzeugung
von IVa.
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Die Ausbeuten an erhaltenem IVa liegen im Bereich von 10
bis 60%. Durch die hier beschriebene Reaktion werden Mischungen
aus dem exo- und endo-Isomeren, wie oben beschrieben, erhalten,
im allgemeinen in einem Verhältnis von 1 : 3 bis 1 : 1. Die endo-
und exo-Produkte können einfach durch chromatographische
Techniken und/oder solche der fraktionierten Kristallisation getrennt
werden.
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Analytisch wird die Gegenwart der exo- und endo-Isomeren
in der rohen Reaktionsmischung in den IR-, UV- und NMR-Spektren
nachgewiesen und auf dieser Basis spektral differenziert.
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Die Ausbeuten an dem erwünschten endo-Produkt aus dem
Gesamtverfahren liegen im Bereich von 15 bis 60%.
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Zur Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens
können herkömmliche Ausrüstungen verwandt werden.
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Die Erfindung betrifft neue Verbindungen der Formeln
exo-IV und endo-IV, wie oben definiert, die nach den oben
beschriebenen Verfahren hergestellt werden können. In der Formel
ist R¹ unabhängig aus hydroxysubstituierten linearen oder
verzweigten C&sub1;-C&sub3;-Alkylgruppen ausgewählt. Repräsentative Beispiele
sind 1-Hydroxyethyl und (CH&sub3;)&sub2;C(OH)-. Bevorzugt ist, wenn R¹ 1-
Hydroxyethyl in der R-Konfiguration ist und die Konfiguration
des Carbapenem-Kerns 5R,6S ist.
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R² ist Benzyl, para-Nitrobenzyl, Allyl oder
2-Chlorallyl. Eine bevorzugte Gruppe ist Allyl.
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R³ ist Wasserstoff oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl. Bevorzugt ist, wenn
R³ Wasserstoffist.
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In der Formel exo-IV ist W CN oder CO&sub2;R&sup4;, worin R&sup4; aus
C&sub1;-C&sub4;-Alkyl und C&sub7;-C&sub1;&sub1;-Aralkyl ausgewählt ist. Bevorzugt ist R&sup4;
Methyl. Bevorzugtes W in der Formel exo-IV ist CO&sub2;Me oder CN.
R2b ist Wasserstoff oder ein aus Natrium, Kalium, Ammonium und
dergleichen ausgewähltes wasserlösliches Kation. Vorzugsweise
ist R²b Natrium oder Kalium. Die folgenden Verbindungen sind
besonders bevorzugt:
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Es wird angenommen, daß die neuen Verbindungen der
verschiedenen chemischen Klassen dieser Beschreibung wertvolle
Antibiotika sind, die gegen verschiedene gram-positive und
gramnegative Bakterien wirksam sind und entsprechend in der Human-
und Veterinärmedizin Anwendung finden. Repräsentative Pathogene,
die empfindlich gegenüber den Antibiotika I sind, schließen
Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsielle pneumoniae,
Bacillus subtilis, Salmonella typhosa Pseudomonas und Bacterium
proteus ein. Die antibakteriellen Verbindungen der Erfindung
sind nicht auf die Verwendung als Medikamente beschränkt; sie
können in jeder Weise in der Industrie eingesetzt werden,
beispielsweise als Additive zu Tiernahrungsmitteln, zur
Konservierung von Nahrungsmitteln, als Desinfektionsmittel und in anderen
industriellen Systemen, in denen Bekämpfung von bakteriellem
Wachstum erwünscht ist. Beispielsweise können sie in wäßrigen
Zusammensetzungen in Konzentrationen im Bereich von 0,1 bis 100
Teilen Antibiotikum auf eine Million Teile Lösung verwandt
werden, um das Wachstum von schädlichen Bakterien auf medizinischer
und dentaler Ausrüstung zu zerstören oder inhibieren, sowie als
Bakterizide in industriellen Anwendungen, beispielsweise in
Farben auf Wasserbasis und im Weißwasser von Papierfabriken zur
Inhibierung des Wachstums von schädlichen Bakterien.
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Die erfindungsgemäßen Produkte können in beliebigen
einer Anzahl von pharmazeutischen Zubereitungen verwandt werden.
Sie können als Kapseln, in Pulverform, in flüssiger Lösung oder
in Suspension verwandt werden. Sie können auf einer Anzahl von
Wegen verabreicht werden; die von hauptsächlichem Interesse sind
oral, topisch oder parenteral durch Injektion (intravenös oder
intramuskulär).
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Solche für die orale Verabreichung bestimmte Tabletten
und Kapseln können in Einheitsdosisform vorliegen und
konventionelle Exzipienten enthalten, etwa Bindemittel, beispielsweise
Sirup, Akaziengummi, Gelatine, Sorbit, Tragacanth oder
Polyvinylpyrrolidon; Füllstoffe, beispielsweise Lactose, Zucker,
Maisstärke, Calciumphosphat, Sorbit oder Glycerin;
Schmiermittel, beispielsweise Magnesiumstearat, Talk, Polyethylenglykol,
Siliciumdioxid; Zersetzungshilfsmittel, beispielsweise
Kartoffelstärke, akzeptable Benetzungsmittel, wie Natriumlaurylsulfat.
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Die Tabletten können nach auf dem Gebiet wohlbekannten Methoden
beschichtet werden. Orale flüssige Zubereitungen können in Form
von Suspensionen in Wasser oder Öl, oder als Lösungen vorliegen,
oder sie können als Trockenprodukt zur Wiederherstellung mit
Wasser oder einem anderen geeigneten Vehikel vor der Verwendung
dargeboten werden. Solche flüssigen Zubereitungen können
konventionelle Zusätze enthalten, etwa Suspendiermittel,
beispielsweise Sorbit, Methylcellulose, Glucose/Zuckersirup, Gelatine,
Hydroxyethylcellulose oder Carboxymethylcellulose. Suppositorien
enthalten herkömmliche Suppositoriengrundstoffe, etwa
Kakaobutter oder andere Glyceride.
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Zusammensetzungen zur Injektion, dem bevorzugten
Verabreichungsweg, können in Einheitsdosisform in Ampullen oder in
Containern für viele Dosen zubereitet werden. Die
Zusammensetzungen können die Form von Suspensionen, Lösungen oder
Emulsionen in öligen oder wäßrigen Vehikeln annehmen und können
Formulierungsmittel enthalten. Alternativ kann der Wirkstoff in
Pulverform zur Wiederherstellung, zum Zeitpunkt der Abgabe, mit
einem geeigneten Vehikel, etwa sterilem Wasser, vorliegen.
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Die Zusammensetzungen können auch in geeigneten Formen
zur Absorption durch die Schleimhäute der Nase und des Rachens
oder durch das Bronchialgewebe zubereitet werden und in
einfacher Weise die Form von Flüssigsprays oder Inhalantien,
Pastillen oder Racheneinpinselungen annehmen. Zur Medikation der Augen
oder Ohren kann die Zubereitung in flüssiger oder halbfester
Form dargeboten werden. Typische Anwendungen können in
hydrophoben oder hydrophilen Basen als Salben, Cremes, Lotionen,
Pinselzubereitungen oder Pulvern formuliert werden.
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Die zu verabreichende Dosierung hängt in großem Ausmaß
vom Zustand und der Größe des zu behandelnden Patienten wie auch
vom Weg und der Häufigkeit der Verabreichung ab - wobei der
parenterale Weg durch Injektion für generalisierte Infektionen
bevorzugt ist. Solche Dinge bleiben jedoch der normalen
Diskretion des Therapeuten in Einklang mit den auf dem Gebiet der
Antibiotika wohlbekannten Behandlungsprinzipien überlassen. Im
allgemeinen besteht eine tägliche Dosis aus etwa 5 bis etwa 600
mg Wirkstoff pro kg Körpergewicht des Patienten in einer oder
mehreren Behandlungen pro Tag. Eine bevorzugte tägliche Dosis
für erwachsene Menschen liegt im Bereich von etwa 10 bis 240 mg
Wirkstoff pro kg Körpergewicht. Ein anderer Faktor, der das
präzisiere Dosierungsregimen neben der Natur der Infektion und der
jeweiligen Identität der zu behandelnden Person beeinflußt, ist
das Molekulargewicht der ausgewählten Spezies gemäß der
Erfindung.
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Die Zusammensetzungen für die Verabreichung an den
Menschen können pro Einheitsdosis, entweder flüssig oder fest,
0,1% bis 99% Wirkstoff enthalten, wobei der bevorzugte Bereich
etwa 10 bis 60% ist. Die Zusammensetzung enthält im allgemeinen
etwa 15 mg bis etwa 1500 mg Wirkstoff; im allgemeinen ist es
jedoch bevorzugt, eine Dosismenge im Bereich von etwa 250 mg bis
1000 mg einzusetzen. Bei der parenteralen Verabreichung ist die
Einheitsdosis im allgemeinen die reine Verbindung I in Lösung in
sterilem Wasser oder in Form eines löslichen Pulvers, das zur
Lösung bestimmt ist. Für hier beschriebene zwitterionische
Spezies liegt der pH-Wert solcher Lösungen typischerweise am
zwitterionischen Punkt, wobei jedoch Betrachtungen der individuellen
Eigenschaften von Löslichkeit und Stabilität erfordern können,
daß solche wäßrigen Lösungen einen pH-Wert haben, der von dem
des zwitterionischen Punkts verschieden ist, beispielsweise im
Bereich von 5,5 bis 8,2.
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In der vorangehenden wörtlichen Beschreibung des oben
angegebenen schematischen Reaktionsdiagramms für die
Gesamtsynthese der definierten Antibiotika versteht es sich, daß eine
beträchtliche Weite bezüglich der Auswahl der präzisen
Reaktionsparameter besteht. Die Annahme dieses Spielraums und der Breite
ergibt sich im allgemeinen aus der Aufzählung äquivalenter
Lösungsmittelsysteme, Temperaturbereiche, Schutzgruppen und aus
dem Bereich der Identität der einbezogenen Reagentien. Weiterhin
versteht es sich, daß die Präsentation des Syntheseschemas mit
einzelnen Schritten in vorgegebener Reihenfolge in der Natur
mehr eine beschreibende Vereinfachung als ein notwendiges
Erfordernis ist; man erkennt, daß das mechanisch getrennte Schema ein
einheitliches Syntheseschema darstellt und daß bestimmte
Schritte in der tatsächlichen Praxis zusammengezogen, simultan
durchgeführt oder in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden
können, ohne den Fortschritt der Synthese materiell zu ändern.
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Die folgenden Beispiele listen ein präzises Schema der
Gesamtsynthese auf. Es versteht sich, daß der Zweck dieser
Auflistung die weitere Erläuterung der Gesamtsynthese ist und keine
Beschränkung auferlegen soll. Temperaturen sind in ºC.
Beispiel 1
Allyl-(5R,6S)-2-[(E)-cyanomethylen]-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapenam-3(R)-carboxylat (2) und Allyl-(5R,6S)-2-cyanomethyl-6-
[1(R)-hydroxyethyl]carbapen-2-em-3-carboxylat (3)
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Eine Lösung von Allyl-(5R,6S)-6-[1(R)-hydroxyethyl]-2-
oxo-carbapenam-3(R)-carboxylat (1) (50,7 mg, 0,2 mMol) und
(Cyanomethylen)triphenylphosphoran (90,5 mg, 0,3 mMol) in
wasserfreiem Chloroform-d (1,0 ml) wurde 4 Stunden bei
Raumtemperatur unter einer Stickstoffatmosphäre gehalten. Die resultierende
Mischung wurde an einer Säule mit EM-Kieselgel 60 (20 g) unter
Verwendung von 1 : 1 Ethylacetat-Methylenchlorid als
Elutionsmittel chromatographiert; Fraktionen von 15 ml wurden alle 1,5
Minuten gesammelt. Die Fraktionen 4 bis 7 wurden vereinigt und
unter Vakuum eingedampft, wobei eine 55 : 45-Mischung von 2 und 3
(41,9 mg, 76% Ausbeute) als klares Öl erhalten wurde.
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Verbindung 2: NMR (CDCl&sub3;) δ 1.36 (d,
J=6.4 Hz, CH&sub3;CHOH), 2.79 (dddd, J=1.0, 3.2, 6.7 und
19.0 Hz, H1a), 3.09 (dd, J=2.0 und 7.0 Hz, H6), 3.36
(dddd, J=2.0, 2.0, 7.1 und 19.0 Hz, H1b), 4.15 (dt,
J=2.0 und 7.0 Hz, H5), 4.27 (m, CH&sub3; OH), 5.11
(ddd, J=1.0, 2.0 und 2.2 Hz, H3), 5.67 (ddd, J=2.0,
2.2 und 3.2 Hz, CHCN).
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Verbindung 3: NMR (CDCl&sub3;) δ 1.35 (d,
J=6.4 Hz, CH&sub3; OH), 3.02 (ddt, J=8.8, 18.8 und 1.5
Hz, H1a), 3.16 (ddt, J=9.7, 18.8 und 1.5 Hz, H1b),
3.24 (dd, J=2.9 und 6.5 Hz, H6), 3.75 und 3.95 (zwei
dt, J=18.9 und 1.5 Hz, CH&sub2;CN), 4.27 (m, H5 und
CH&sub3; OH).
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IR (Film) 2230, 1755 (br) cm&supmin;¹
Massenspektrum e/e 276 (M&spplus;), 232, 190.
Beispiel 2
Kalium-(5R,6S)-2-Cyanomethyl-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapen-2-em-
3-carboxylat (4) und Kalium-(5R,6S)-2-[(E)-cyanomethylen]-6-
[1(R)-hydroxyethyl]carbapenam-3(R)-carboxylat (5)
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Eine Lösung der Isomeren 2 und 3 (19,9 mg, 0,072 mMol)
und Triphenylphosphin (5,7 mg, 0,022 mMol) in wasserfreiem
Methylenchlorid (1,4 ml) wurde mit 2-Ethylhexansäure (34,5 ul,
0,216 mMol) und Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (6,6 mg,
0,0057 mMol) behandelt. Die Lösung wurde bei Raumtemperatur
unter einer Stickstoffatmosphäre 10 Minuten gerührt, danach mit
0,5 M Kalium-2-ethylhexanoat in Ethylacetat (144 ul, 0,072 mMol)
behandelt. Nach zweiminütigem Rühren wurde die Lösung mit
Ethylether verdünnt und ergab einen blaßgelben Niederschlag, der
durch Zentrifugieren gesammelt und mit Ethylacetat (3·)
gewaschen wurde. Der Niederschlag wurde in Wasser (10 ml) gelöst,
durch eine Gelman CR Acrodisc von 0,45 um filtriert und unter
Erhalt der rohen Produktmischung gefriergetrocknet (ein ca. 2 : 3-
Verhältnis von 4 : 5 nach NMR), blaßgelber Feststoff (21 mg).
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Das rohe Produkt wurde an einer Analtech RPS-F-Platte
von 0,5 mm·20·20 cm unter Verwendung von 5% Ethanol in
Wasser als Entwicklungslösungsmittel in einem kalten Raum
chromatographiert. Zwei UV-sichtbare Hauptbanden wurden entfernt und
jede mit Acetonitril-Wasser 4 : 1 eluiert, mit Wasser verdünnt,
mit Petrolether extrahiert, unter Vakuum auf ca. 5 ml
konzentriert, durch eine CR-Acrodisc filtriert und gefriergetrocknet.
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Die Bande mit dem Zentrum bei Rf 0,71 ergab das
endocyclische Isomer 4, das mit ca. 20% des exocyclischen Isomers
kontaminiert war, in Form eines weißen, amorphen Feststoffes (2,
6 mg, 13%):
-
NMR (D&sub2;O) δ 1.09 (d, J=6.4 Hz, CH&sub3;CH), 2.85 (d, J=9.2 Hz, CH&sub2;),
3.23 (dd, J=2.8 und 6.0 Hz, H6), 3.58 und 3.74 (zwei d, J=18.2
Hz, CH&sub2;CN), 4.03 (m, H5 und CH&sub3;CH), 4.61 (HOD);
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IR (Nujol) 3380 (br), 2230, 1755, 1600 cm&supmin;¹; UV (0,05 M, pH 7,0,
MOPS-Puffer), λmax 265 nm (E1% 95); UV (Puffer + NH&sub2;OH·HCl) λmax
ext. 268 nm (E1% ext. 86).
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Die bei Rf 0,82 zentrierte Bande ergab das exocyclische
Isomer 5, kontaminiert mit ca. 5% des endocyclischen Isomers,
als weißen, amorphen Feststoff (7,2 mg, 37%):
-
NMR (D&sub2;O) δ 1.11 (d, J=6.5 Hz,
CH&sub3;CH), 2.70 (ddd, J=2.6, 7.0 und 18.8 Hz, H1a),
3.09 (dd, J=1.8 und 6.2 Hz, H6), 3.12 (tdd, J=1.7,
7.0 und 18.8 Hz, H1b), 3.90 (dt, J=1.8 und 7.0 Hz,
H5), 4.07 (dq, J=6.4 Hz, CH&sub3;CH), 4.61 (HOD), 4.80
(m, H3), 5.61 (m, CHCN); IR (Nujol) 3390 (br), 2230,
1755, 1620 cm&supmin;¹; UV (0.05M pH 7.0 MOPS Puffer)
λmax 223 nm (E1% 350).
Beispiel 3
Allyl-(5R,6S)-2-carbomethoxymethyl-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapen-2-em-3-carboxylat (7) und
Allyl-(5R,6S)-2-[(E)-carbomethoxymethylen]-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapenam-3(R)-carboxylat (8)
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Eine Lösung des bicyclischen Ketoesters 1 (50,7 mg, 0,2
mMol) und von (Carbomethoxymethylen)triphenylphosphoran (100,3
mg, 0,3 mMol) in wasserfreiem Methylenchlorid (2,0 ml) wurde bei
Raumtemperatur unter einer Stickstoffatmosphäre 3 Stunden
gerührt. Die Reaktionsmischung wurde auf eine Säule mit
EN-Kieselgel 60 (10 g) gegeben, die mit 1 : 1 Ethylacetat-Methylenchlorid
mit einer Geschwindigkeit von einer 15 ml Fraktion alle 3,5
Minuten eluiert wurde. Die Fraktionen 3 bis 9 ergaben eine 3 :
1-Mischung der Produkte 7 und 8 und Triphenylphosphin als klares Öl
(88 mg).
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Verbindung 7: NMR (CDCl&sub3;) δ 1.35 (d,
J=6.4 Hz, CH), 2.99 (br d, J=9Hz, H1aH1b), 3.20
(dd, J=2.8 und 7.0 Hz, H6), 3.67, 3.83 (zwei br d,
J=17 Hz, CO&sub2;CH&sub3;), 3.71 (s, CO&sub2;CH&sub3;), 4.23
(m, H5 und CH&sub3; ), 4.75 (m, CH=CH&sub2;), 5.39
(m, CH&sub2;CH= ), 5.92 (m, CH&sub2; =CH&sub2;).
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Verbindung 8: NMR (CDCl&sub3;) δ 1.36 (d,
J=6.4 Hz, CH), 2.95 (m, H1aH1b), 3.05 (dd, J=2.0
und 6.9 Hz, H6), 3.74 (s, CO&sub2;CH&sub3;), 4.13 (dt,
J=2.0 und 7.0 Hz, H5), 4.26 (m, CH&sub3; ), 4.65 (m,
CH=CH&sub2;), 5.10 (br s, H3), 5.39 (m,
CH&sub2;CH= ), 5.90 (m, CH&sub2; =CH&sub2;), 6.11 (m,
= CO&sub2;CH&sub3;).
Beispiel 4
Kalium-(5R,6S)-3-allyl-2-[(E)-carbomethoxymethylen-6-[1(R)hydroxyethyl]carbapenam-3-carboxylat (9),
Kalium-(5R,6S)-2-carbomethoxymethyl-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapen-2-em-3-carboxylat
(10) und
Kalium-(SR,6S)-2-[(E)-carbomethoxymethylen]-6-[1(R)hydroxyethyl]carbapenam-3(R)-carboxylat (11)
-
Eine Lösung der rohen Produktmischung aus dem
vorstehenden Beispiel und von Triphenylphosphin (15,7 mg, 0,06 mMol) in
1 : 1
Ethylacetat-Methylenchlorid (3,6 ml) wurde mit 0,5M Kalium-
2-ethylhexanoat in Ethylacetat. (0,40 ml, 0,2 mMol) und mit
Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (18,5 mg, 0,016 mMol)
behandelt. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur und einer
Stickstoffatmosphäre 15 Minuten gerührt, dann mit Ethylether (20 ml)
verdünnt und zentrifugiert. Der feste Anteil wurde mit Ether (2
·10 ml) gewaschen, in einem kleinen Volumen Wasser aufgenommen
und auf zwei Analtech RPS-F-Platten von 0,5 mm·20·20 cm
gestrichen, die in einem kalten Raum unter Verwendung von 10%
Ethanol in Wasser entwickelt wurden. Vier UV-sichtbare Banden
wurden entfernt und jede mit 4 : 1 Acetonitril-Wasser eluiert.
Jedes Eluat wurde mit Wasser verdünnt, mit Petrolether
gewaschen, durch eine Gelman CR-Acrodisc von 0,45 um filtriert unter
Vakuum auf ca. 5 ml konzentriert und gefriergetrocknet.
-
Die Bande mit Zentrum bei Rf 0,55 ergab einen amorphen
Feststoff (5,3 mg), der versuchsweise UV- und
NMR-spektroskopisch als Mischung von mit Carbapenem 10 verwandten
2'-allylierten Strukturen identifiziert wurde.
-
Die Bande mit Zentrum bei Rf 0,61 ergab das
3-allylierte Carbapenam 9 als einen amorphen Feststoff (5,2 mg):
-
NMR (D&sub2;O) δ 1.31 (d, J=6.5.Hz, CH),
2.9 (m, H1a und CH=CH&sub2;), 3.17 (dd, J=1.5 und
6.5 Hz, H6), 3.44 (ddd, J=2.0, 7.0 und 19.5 Hz, H1b),
3.76 (s, CO&sub2;CH&sub3;), 3.94 (dt, J=1.5 und 7.0 Hz,
H5), 4.25 (dq, J=6.5 Hz, CH&sub3; ), 4.84 (HOD), 5.2
(mn, CH= ), 4.9 (m, =CH&sub2;), 6.10 (dd, J=2.0 und
2.5 Hz, = CO&sub2;CH&sub3;).
-
Die Bande mit Zentrum bei Rf 0,68 ergab das Carbapenem
10 (18,3 mg) als amorphen Feststoff:
-
NMR (D&sub2;O) δ 1.22 (d, J=6.4 Hz, CH), 2.88 (m,
H1aH1b), 3.34 (dd, J=2.8 und 6.0 Hz, H6), 3.50 und
3.74 (zwei d, J=16.5 Hz, CO&sub2;CH&sub3;), 3.66 (s,
CO&sub2;CH&sub3;), 4.13 (dt, J=2.8 und 8.8 Hz, H5), 4.18
(dq, J=6.3 Hz, CH&sub3; ), 4.78 (HOD); IR (Nujol) 3370
(br), 1730 (br), 1590 (br) cm&supmin;¹; UV (H&sub2;O)
λmax 268 nm (E1% 90, 89% NH&sub2;OH ausgelöscht).
-
Die Bande mit Zentrum bei Rf 0,74 ergab das Carbapenam
11 (7,7 mg) als amorphen Feststoff:
-
NMR (D&sub2;O) λ 1.26 (d, J=6.4 Hz, CH), 2.85 (ddd,
J=2.5, 6.5 und 19.5 Hz, H1a), 3.20 (dd, J=1.7, 6.3
Hz, H6), 3.49 (tdd, J=1.7, 7.3 und 19.5 Hz, H1b),
3.70 (s, CO&sub2;CH&sub3;), 4.05 (dt, J=1.7 und 7.0 Hz,
H5), 4.23 (dq, J=6.4 Hz, CH&sub3; ), 4.79 (HOD), 4.91
(m, H3), 6.14 (m, = CO&sub2;CH&sub3;); IR (Nujol) 3380
(br), 1735, 1710, 1605 cm&supmin;¹; UV (H&sub2;O) λmax
220 nm.
Beispiel 5
Allyl-(SR,6S)-2-carbobenzyloxymethyl-6-[1(R)-hydroxyethyl]-carbapen-2-em-3-carboxylat (12) und
Allyl-(5R,6S)-2-[(E)-carbo-benzyloxymethylen]-6-[1(R)-hydoxyethyl]carbapenam-3(R)-carboxylat
(13)
-
Eine Lösung des bicylclischen Ketoesters 1 (50,7 mg,
0,2 mMol) und von (Carbobenzyloxymethylen)triphenylphosphoran
(123,2 mg, 0,3 mMol) in wasserfreiem Chloroform-d (1,0 ml) wurde
unter einer Stickstoffatmosphäre bei Raumtemperatur gerührt.
Aliquote (25 ul) wurden periodisch entnommen, in Chloroform-d
(0,5 ml) gegeben und NMR-spektroskopisch untersucht, um den
Fortschritt der Reaktion zu bewerten. Nach 3,25 h wurde die
Reaktionsmischung auf eine Säule mit EM-Kieselgel 60 (10 g)
gegeben, die mit 1 : 1 Ethylacetat-Methylenchlorid und einer
Geschwindigkeit von einer 8 ml-Fraktion alle 2 Minuten eluiert
wurde. Die Fraktionen 4 bis 6 wurden vereinigt und ergaben eine
3 : 1-Mischung der Produkte 12 und 13 als klares Öl (59 mg, 77%).
-
Die Zugabe einer geringen Menge Diethylether zur
Produktmischung führte zur Kristallisation der Verbindung 12. Die
Kristalle wurden mit Ether gewaschen und unter Vakuum getrocknet
und ergaben das endocyclische Isomer 12 (35 mg) in Form feiner,
weißer Nadeln: FP 94-96º (Mikro-Heizplatte);
-
NMR (CDCl&sub3;) δ 1.34 (d, J=6.4 Hz,
CH), 1.63 (d, J=5.0 Hz, OH), 2.95 (m, H1aH1b),
3.14 (dd, J=2.9 und 6.7 Hz, ?16), 3.68 und 3.86 (zwei
d, J=16.6 Hz, CH&sub2;CO&sub2;Bz1), 4.18 (dt, J=2.9 und
9.2 Hz, H5), 4.23 (m, CH&sub3; ), 4.74 (m,
CH=CH&sub2;), 5.15 (s, C&sub6;H&sub5;), 5.35 (m,
CH= ), 5.94 (m, =CH&sub2;), 7.38 (s, C&sub6;H&sub6;); IR
(CH&sub2;Cl&sub2;) 3580, 1772, 1730, 1715 cm&supmin;¹; UV
(Dioxan) λmax 282 nm (ε 6020); Massenspektrum
m/e 385 (M&spplus;), 300.
-
Das exocyclische Isomer 13 zeigte die folgenden
charakteristischen NMR-Resonanzen:
-
NMR (CDCl&sub3;) δ 1.36 (d, J=6.3 Hz, CH), 2.90 (m,
H1a), 3.05 (dd, J=2.0 und 7.0 Hz, H6), 3.59 (tdd,
J=2.4, 7.4 und 20.3 Hz, H1b), 5.10 (m, H3), 5.18 (s,
C&sub6;H&sub5;), 6.16 (m, =CHCO&sub2;).
Beispiel 6
Kalium-(5R,6S)-2-carbobenzyloxymethyl-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapen-2-em-3-carboxylat (14) und
Kalium-(5R,6S)-2-[(E)-carbobenzyloxymethylen]-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapenam-3(R)carboxylat (15)
-
Eine 3 : 1-Mischung der Isomere 12 und 13 (33 mg, 0,0856
mMol) und Triphenylphosphin (6,7 mg, 0,0255 mMol) wurden in
Ethylacetat-Methylenchlorid 1 : 1 (1,54 ml) gelöst. Die Lösung
wurde mit 0,5M Kalium-2-ethylhexanoat in Ethylacetat (171 ul,
0,0856 mMol) und Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (8,2 mg,
0,0071 mMol) behandelt, danach unter einer Stickstoffatmosphäre
15 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Die Mischung wurde mit
Diethylether (10 ml) verdünnt und zentrifugiert. Der feste
Rückstand wurde mit Ether (2·5 ml) gewaschen, in Wasser (1 ml)
aufgenommen und auf zwei Anatech RPS-F-Platten von 0,25 mm·20
·20 cm gestrichen. Die Platten wurden in einem kalten Raum mit
15% Ethanol in Wasser entwickelt. Die UV-sichtbaren Hauptbanden
wurden entfernt, mit 4 : 1 Acetonitril-Wasser (4·5 ml) eluiert,
mit Wasser (20 ml) verdünnt, mit Petrolether (2·20 ml)
gewaschen, unter Vakuum auf ca. 5 ml Volumen konzentriert und
gefriergetrocknet, wobei eine 55 : 45-Mischung der Produkte 14 und
15 als weißes amorphes Pulver (10,8 mg) erhalten wurde:
-
IR (Nujol) 3330 (br), 1740 (br), 1600 (br) cm&supmin;¹; UV (0.05M pH 7.0 MOPS
Puffer) λmax 269 nm (sch, E1% 74, 78%
mit NH&sub2;OH ausgelöscht).
-
Das NMR-Spektrum der Mischung analysierte wie folgt
Verbindung 14 NMR (D&sub2;O) δ 1.26 (d,
J=6.4, CH), 2.85 (d, J=9.2 Hz, H1aH1b), 3.27
(dd, J=2.7 und 6.1 Hz, H6), 3.63 und 3.78 (zwei d,
J=16.6 Hz, CH&sub2;CO&sub2;), 4.13 (dt, J=2.8 and 9.2 Hz,
H5), 4.20 (dq, J=6.4Hz, CH&sub3; ), 4.82 (HOD), 5.19
(s, CO&sub2;CH&sub2;), 7.47 (s, C&sub6;H&sub5;) Verbindung 15 NMR
(D&sub2;O) δ 1.30 (d, J=6.4 Hz, CH), 2.87 (m,
H1a), 3.21 (dd, J=1.8 und 6.3 Hz, H6), 3.52 (m, H1b),
4.07 (dt, J=1.8 und 7.0 Hz, H5), 4.26 (dq, J=6.4 Hz,
CH&sub3; ), 4.82 (HOD), 4.94 (m, H3), 5.23 (s,
CO&sub2;CH&sub2;), 6.21 (m, =CHCO&sub2;), 7.47 (s, C&sub6;H&sub5;).
-
Das Rohprodukt vor der Umkehrphasenchromatographie
zeigte auch NMR-Resonanzen, die mit einer geringeren Menge eines
mit Verbindung 9 verwandten C3-allylierten Carbapenams
konsistent waren.
Beispiel 7
Allyl-(5R,6S)-2-carbethoxymethoxy-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapen-
2-em-3-carboxylat (16) und
Allyl-(5R,6S)-2-[(E)-carbethoxymethylen]-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapenam-3(R)-carboxylat (17)
-
Eine Lösung des bicyclischen Ketoesters 1 (25,3 mg,
0,1 mMol) und von (Carbethoxymethylen)triphenylphosphoran
(36,6 mg, 0,105 mMol) in wasserfreiem Methylenchlorid (1,0 ml)
wurde bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffatmosphäre
5 Stunden gerührt. Die Mischung wurde auf eine Säule mit
EM-Kieselgel 60 (10 g) gegeben, die mit 1 : 1
Ethylacetat-Methylenchlorid mit einer Geschwindigkeit von einer 8 ml Fraktion alle 2
Minuten eluiert wurde. Die Fraktion 5 ergab eine 1 : 1-Mischung von
endo-Isomer 16 und exo-Isomer 17 als klares Öl (7 mg), und die
Fraktionen 6 bis 8 ergaben eine 3 : 1-Mischung von 16 und 17 als
klares Öl (17 mg). Die Gesamtausbeute an Produkt war 74%.
-
Verbindung 16: NMR (CDCl&sub3;) δ 1.27 (t,
J=7.2 Hz, CH&sub2;), 1.35 (d, J=6.4 Hz, CH),
3.0 (m, H1aH1b), 3.19 (dd, J=2.9 und 6.7 Hz, H6),
3.60, 3.82 (zwei d, J=16.9 Hz, CH&sub2;CO&sub2;), 4.17 (q,
J=7.2 Hz, CH&sub3; ), 4.2 (m, H5 und CH&sub3; ), 4.75
(m, CH=CH&sub2;), 5.34 (m, CH&sub2;CH= ), 5.95 (m, CH&sub2; =CH&sub2;).
-
Verbindung 17: NMR (CDCl&sub3;) δ 1.30 (t,
J=7.3 Hz, CH&sub2;), 1.36 (d, J=6.4 Hz, CH),
2.89 (m, H1a), 3.06 (dd, H6), 3.59 (m, H1b), 4.2 (m,
H5, CH&sub2;, und CH&sub3; ), 4.66 (m,
CH=CH&sub2;), 5.10 (m, H3), 5.35 (m,
CH&sub2;CH= ), 5.95 (m, CH&sub2; =CH&sub2;)&sub1; 6.10 (m, =CHCO&sub2;).
Beispiel 8
Kalium-(5R,6S)-2-carbethoxymethyl-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapen-2-em-3-carboxylat (18) und
Kalium-(5R,6S)-2-[(E)-carbethoxymethylen]-6-[(R)-hydroxyethyl]carbapenam-3(R)-carboxylat (19)
-
Eine 3 : 1-Mischung der Isomeren 16 und 17 (17,4 mg, 0,054
mMol) und Triphenylphospin (4,2 mg, 0,016 mMol) wurden in 1 : 1
Ethylacetat-Methylenchlorid (1,0 ml) gelöst. Die Lösung wurde
mit 0,5M Kalium-2-ethylhexanoat in Ethylacetet (108 ul, 0,054
mMol) und Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (5,0 mg, 0,0043
mMol) behandelt. Nach 30minütigem Rühren bei Raumtemperatur
wurde die Lösung mit Diethylether (5 ml) verdünnt und die trübe
Mischung unter Vakuum zu einem Öl konzentriert. Triturieren mit
Ether ergab einen blaßgelben Feststoff. Der Feststoff wurde in
Wasser (1 ml) aufgenommen, durch eine Gelman CR-Acrodisc von
0,45 um filtriert und auf zwei Analtech RPS-F-Platten von 0,25
mm·20·20 cm gestrichen, die in einem kalten Raum mit 15%
Ethanol in Wasser entwickelt wurden. Die UV-sichtbare Hauptbande
mit Zentrum bei Rf 0,7 wurde mit 4 : 1 Acetonitril-Wasser eluiert
und das Eluat mit Wasser verdünnt, mit Petrolether gewaschen,
unter Vakuum konzentriert und lyophilisiert, wobei ein fast
weißer amorpher Feststoff erhalten wurde. Die NMR-Analyse zeigte
eine 3 : 2-Mischung von endo-Produkt 18 und exo-Produkt 19,
zusammen mit geringeren Mengen eines 9 ähnlichen 3-allylierten
Produkts.
-
Verbindung 18: NMR (D&sub2;O) δ 2.94 (m,
H1aH1b), 3.38 (dd, J=2.7 und 6.1 Hz, H6), 3.53, 3.79
(zwei d, J=16.9 Hz, CH&sub2;CO&sub2;), 4.82 (HOD).
-
Verbindung 19: NMR (D&sub2;O) δ 3.24 (dd,
J=1.7 und 6.3 Hz, H6), 4.82 (HOD), 4.97 (m, H3), 6.17
(m, =CHCO&sub2;).
-
Die NMR-Lösung von 18 und 19 in D&sub2;O wurde zwei Tage bei
Raumtemperatur gehalten und periodisch untersucht. Nach 7
Stunden lag keine Veränderung des 18 : 19-Verhältnisses vor, keine
offensichtliche Zersetzung und kein Deuteriumaustausch. Nach 48
Stunden war das Verhältnis 18 : 19 ca. 1 : 1, ohne daß ein
Deuteriumaustausch deutlich wurde, was einige Zersetzung des
endo-Produktes vermuten läßt.
Beispiel 9
-
hauptsächlich
Ally-(5R,6S)-2-[(E)-1-carbomethoxyethyliden]-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapen-3(R)-carboxylat (20)
-
Der bicyclische Ketoester 1 (25,3 mg, 0,1 mMol) und (α-
Carbomethoxyethyliden)triphenylphosphoran (52,3 mg, 0,15 mMol)
in Chloroform-d (0,5 ml) wurden 3 Stunden bei Raumtemperatur,
2,5 Tage bei 5ºC und dann weitere 8 Stunden bei Raumtemperatur
gehalten. Die Mischung wurde an EM-Kieselgel 60 (5 g) unter
Verwendung von 1 : 1 Ethylacetat-Methylenchlorid als
Elutionslösungsmittel chromatographiert; Fraktionen von 8 ml wurden alle 1,5
Minuten gesammelt. Die Fraktion 3 ergab das exocyclische Produkt
20 (3,9 mg) als Öl und Fraktion 4 eine Mischung (3,5 mg), die
hauptsächlich 20 und einiges endocyclisches Produkt enthielt.
-
Verbindung 20: NMR (CDCl&sub3;) δ 1.34 (d,
J=6.3 Hz, CH), 1.97 (dd, J=1.8 und 2.2 Hz,
CCH&sub3;), 3.02, (dd, J=2.2 und 6.6 Hz, H6), 3.03 (m,
H1a), 3.36 (qddd, J=2.2, 2.2, 8.1 und 20.1 Hz, H1b),
3.75 (s, CO&sub2;CH&sub3;), 4.16 (ddd, J=2.2, 5.0 und 8.1
Hz, H5), 4.25 (dq, J=6.4 Hz, CH&sub3; ), 4.63 (m,
CH=CH&sub2;), 5.21 (br s, H3), 5.30 (m,
CH&sub2;CH= ), 5.88 (in, CH&sub2; =CH&sub2;); IR
(CH&sub2;Cl&sub2;) 3600, 1770, 1745, 1715 cm&supmin;¹;
Massenspektrum m/e 292 (M&spplus;-31), 264, 238, 194, 152.
Beispiel 10
p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-2-cyanomethyl-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapen-2-em-3-carboxylat (22);
p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-2-[(E)cyanomethylen]-6-[1(R)-hydroxyethyl]-carbapenam-3-(R)-carboxylat
(23) und
p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-2-[(Z)-cyanomethyl]-6-[1(R)hydroxyethyl]carbapenem-3(R)-carboxylat (24)
-
Eine Lösung von (Cyanomethylen)triphenylphosphan (30,1
mg, 0,1 mMol) in Methylenchlorid (0,25 ml) wurde zu einer
eiskalten gerührten Lösung des bicyclischen Ketoesters 21 (34,8 mg,
0,1 mMol) in Methylenchlorid (0,75 ml) gegeben. Die
resultierende Lösung wurde unter einer Stickstoffatmosphäre 30 Minuten
bei 0ºC und 5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, danach 2,5
Tage bei -10ºC aufbewahrt und schließlich bei Raumtemperatur
weitere 8 Stunden gerührt. Die Lösung wurde auf eine Analtech
Kieselgel GF-Platte von 0,25 mm·8,5·20 cm gestrichen und die
Platte mit 1 : 1 Methylenchlorid-Ethylacetat entwickelt. Die
hauptsächliche UV-sichtbare Bande wurde mit Ethylacetat eluiert
und das Eluat unter Vakuum eingedampft, wobei klares Öl (57 mg)
erhalten wurde. NRM-Untersuchung dieses Materials zeigte
Triphenylphosphinoxid und eine 4 : 2 : 1-Mischung der isomeren Produkte
22, 23 und 24. Dieses Material wurde erneut an einer Kieselgel
GF-Platte von 1 mm·20·20 cm unter Verwendung von 1 : 1
Methylenchlorid-Ethylacetat als Entwicklungslösungsmittel
chromatographiert. Die hauptsächliche UV-sichtbare Bande mit Zentrum bei
Rf 0,46 ergab eine ähnliche Produktmischung als Öl (43 mg): IR
(CH&sub2;Cl&sub2;) 3590, 1770, 1715, 1525, 1350 cm&supmin;¹.
-
Verbindung 22: NMR (CDCl&sub3;) δ 1.36
(d, J=6.4 Hz, CH), 3.09 (m, H1aH1b), 3.27 (dd,
J=3.1 und 6.8 Hz, H6), 3.74 und 3.96 (zwei d, J=1.4
und 18.8 Hz, CH&sub2;CN), 4.25 (m, CH&sub3; ), 4.31 (dt,
J=3.1 und 8.7 Hz, H5), 5.27 und 5.51 (zwei d, J=13.5
Hz, Ar).
-
Verbindung 23: NMR (CDCl&sub3;) 4,16 (dt, J=2,1 und 6,9 Hz,
H5), 5,15 (m, H3), 5,63 (m, =CHCH).
-
Verbindung 24: NMR (CDCl&sub3;) 5,39 (m, H3), 5,57 (m,
=CHCN).
Beispiel 11
p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-2-carbometlioxymethyl-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapen-2-em-3-carboxylat. (25), und p-Nitrobenzyl-
(5R,6S)-2-(5R,6S)-2-[(E)-carbomethoxymethylen]carbapenam-3(R)carboxylat (26)
-
Eine Lösung von (Carbomethoxymethylen)
triphenylphosphoran (35,1 mg, 0,105 mMol) in Methylenchlorid (0,5 ml) wurde
tropfenweise zu einer eiskalten, gerührten Lösung des
bicyclischen Ketoester 21 (34,8 mg, 0,1 mMol) in Methylenchlorid
(1,0 ml) gegeben. Die resultierende Lösung wurde bei 0ºC unter
einer Stickstoffatmosphäre 5 Stunden gerührt, dann auf eine
Säule mit EM-Kieselgel 60 (5 g) gegeben. Die Säule wurde mit 1 : 1
Methylenchlorid-Ethylacetat mit einer Geschwindigkeit von einer
8 ml-Fraktion alle 75 Sekunden eluiert. Die Fraktionen 6 bis 10
ergaben ein klares Öl (28 mg), von dem das NMR zeigte, daß es
eine Mischung von Triphenylphosphinoxid und den isomeren
Produkten 25 und 26 im Verhältnis 7 : 3 war.
-
Verbindung 25: NMR (CDCl&sub3;) δ 1.34 (d,
J=6.2 Hz, CH), 2.95 (dd, J=9.2 und 19.2 Hz,
H1a), 3.06 (dd, J=9.6 und 19.2 Hz, H1b), 3.22 (dd,
J=2.9 und 7.0 Hz, H6), 3.62 und 3.83 (zwei d, J=16.7
Hz, CH&sub2;CO&sub2;), 3.70 (s, CO&sub2;CH&sub3;), 4.23 (m,
CH&sub3; ), 4.25 (dt, J=2.9 und 9.2 Hz, CH&sub3; ), 5.24
und 5.49 (zwei d, J=13.7 Hz, C&sub6;H&sub4;NO&sub2;).
-
Verbindung 26: NMR (CDCl&sub3;) δ 3.73 (s,
CO&sub2;CH&sub3;), 5.15 (m, H3), 6.06 (m, =CHCO&sub2;).
Beispiel 12
p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-2-carbobenzyloxymethyl-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapen-2-em-3-carboxylat (30) und p-Nitrobenzyl-(5R,6S)-
2-[(E)-carbobenzyloxymethylen-6-[1(R)-hydroxyethyl]carbapen-2-
em-3-carboxylat (31)
-
Eine Lösung von
(Carbobenzyloxymethyl)triphenylphosphoran (43,1 mg, 0,105 mMol) in Methylenchlorid (0,5 ml) wurde
tropfenweise zu einer eiskalten, gerührten Lösung des
bicyclischen Ketoesters 21 (34,8 mg, 0,1 mMol) gegeben. Die
resultierende Lösung wurde in der Kälte und unter einer
Stickstoffatmosphäre 4 Stunden gerührt. Die Lösung wurde auf eine Säule
mit EM-Kieselgel 60 (5 g) gegeben, die mit 2 : 1 Methylenchlorid-
Ethylacetat mit einer Geschwindigkeit von einer 5 ml Fraktion
alle 100 Sekunden eluiert wurde. Die Fraktionen 5 bis 10 ergaben
das bicyclische Produkt (9,1 mg, 19%) als Gummi. Die
NMR-Untersuchung dieses Materials zeigte ein 5 : 1-Verhältnis für die endo-
und exo-Produkte 30 und 31.
-
Wiederholung des Verfahrens in einem 10fachen Ansatz
ergab das bicyclische Produkt (43 mg) als Öl. Triturieren dieses
Materials mit Diethylether ergab das endo-Isomer 30 (33 mg) als
weiße Kristalle, Fp. 98-100º:
-
NMR (CDCl&sub3;) δ 1.35 (d, J=6.4 Hz,
CH), 1.87 (d, J=4.6 Hz, OH), 2.93 (dd, J=9.0 und
19.0 Hz, H1a), 3.05 (dd, J=9.6 und 19.0 Hz, H1b),
3.19 (dd, J=2.9 and 6.5 Hz, H6), 3.69 und 3.88 (two
d's, J=16.8 Hz, CH&sub2;CO&sub2;), 4.23 (dt, J=2.9 und 9.3
Hz, H5), 4.26 (m, CH&sub3; ), 5.15 (s, C&sub6;H&sub5;),
5.23 und 5.47 (zwei d, J=14.0 Hz,
C&sub6;H&sub4;NO&sub2;), 7.38 (m, C&sub6;H&sub5;), 7.64 und
8.22 (zwei d, J=9.0 Hz, C&sub6;H&sub4;NO&sub2;); IR
(CH&sub2;Cl&sub2;) 3590, 1770, 1727, 1715 (sch, 1540, 1345
cm&supmin;¹; UV (Dioxan λmax 273 nm (ε 14,600);
Massenspektrum m/e 480 (M&spplus;), 462, 436, 394, 345,
300, 259.
-
Das exocyclische Isomer 31 hatte charakteristische NMR-
Resonanzen (CDCl&sub3;) bei 5,20 (s, C&sub6;H&sub5;) und 6,13 (m, =CHCO&sub2;).
Beispiel 13
Benzyl-(5R)-2-(carbomethoxymethyl)carbapen-2-em-3-carboxylat
(33) und Benzyl-(5R)-2-[(E)-carbomethoxymethylen]carbapenam-
3(R)-carboxylat (34)*
-
Eine Lösung des bicyclischen Ketoesters 32 (25,9 mg,
0,1 mMol) und von (Carbomethoxy)triphenylphosphoran (35,1 mg,
0,105 mMol) in Chloroform-d (0,5 ml) wurde bei Raumtemperatur
unter einer Stickstoffatmosphäre gehalten. Nach 65 Minuten wurde
die Lösung auf eine Säule mit EM-Kieselgel 60 (5 g) gegeben, die
mit 1 : 1 Ethylacetat-Methylenchlorid mit einer Geschwindigkeit
von einer 8 ml Fraktion/Minute eluiert wurde. Fraktion 2 ergab
ein klares Öl (21,4 mg, 68%), von dem das NMR zeigte, daß es
eine 3 : 2-Mischung der Produkte 33 und 34 war: IR (Film) 1775,
1735, 1715 cm&supmin;¹; Massenspektrum m/e 315 (M&spplus;), 287, 273, 224
* Die Verbindungen dieses Beispiels sind razemisch, werden jedoch aus Gründen der Klarheit als ein Enantiomer gezeigt.
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Verbindung 33: NMR (CDCl&sub3;) δ 2.90 und
3.02 (ABX, J=18.1, 8.7 und 9.8 Hz, H1aH1b), 2.96 (dd,
J=3.0 und 16.5 Hz, H6α), 3.47 (dd, J=5.5 und 16.5
Hz, H6β), 3.60 und 3.85 (ABq, J=16.8 Hz, CH&sub2;CO&sub2;),
3.69 (s, CO&sub2;CH&sub3;), 4.22 (dddd, J=3.0, 5.5, 8.7,
9.8 Hz, H5), 5.24 und 5.33 (ABq, J=12.5 Hz,
C&sub6;H&sub5;), 7.4 (m, C&sub6;H&sub5;).
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Verbindung 34: NMR (CDCl&sub3;) δ 2.79 (m,
H1a), 2.81 (dd, J=2.1 und 16.2 Hz, H6β), 3.49 (dd,
J=5.0 und 16.2 Hz, H6α), 3.62 (m, H1b), 3.74 (s,
CO&sub2;CH&sub3;)&sub1; 4.13 (m, H5), 5.12 (m, H3), 5.20 (s,
C&sub6;H&sub5;), 6.09 (m, =CHCO&sub2;), 7.4 (m, C&sub6;H&sub5;).
Beispiel 14
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Die antibakterielle Wirksamkeit der Verbindungen 4,5,
10, 11 und 14 wurde in einem Scheiben-Diffusionstest zur
Verwendung der Kirby-Bauer-Methode (A. W. Bauer, W. M. Kirby, J. C.
Sherris und M. Turk, Am. J. Clin. Pathol., 1966, 45, 493)
bestimmt, nur durch die Verwendung einer Agardicke von 0,2 cm
modifiziert. Die Aktivitäten sind nachstehend in Tabelle I
wiedergegeben. Die Aktivitäten sind relativ zu Thienamycin=1 und
werden als von der angegebenen Anzahl der Stämme einer jeden
Spezies abgeleitete Indizes ausgedrückt.
Tabelle I Relative antibakterielle Wirksamkeiten von ausgewählten Analoga
S. aureus Enterococcus E. coli Enterobacter Klebsiella Serratia Proteus Ps. aeruginosa Agarscheiben-Diffusionstest. Aktivitäten sind relativ zu Thienamycin = 1 und werden als von der angezeigten Zahl der Stämme einer jeden Spezies abgeleitete Indizes ausgedrückt.