JPS6028981A - ジオキソラニルペネムカルボン酸誘導体 - Google Patents

ジオキソラニルペネムカルボン酸誘導体

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JPS6028981A
JPS6028981A JP58138127A JP13812783A JPS6028981A JP S6028981 A JPS6028981 A JP S6028981A JP 58138127 A JP58138127 A JP 58138127A JP 13812783 A JP13812783 A JP 13812783A JP S6028981 A JPS6028981 A JP S6028981A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は次式CI)で表わされる2−置換または非置
換−6−(2−オキソ−1,3−ジオキシラン−4−イ
ル)−2−ペネム−3−カルボン酸(工a)または2−
置換または非置換−6−(1−ヒドロキシ−2−アルキ
リデン)−2−ペネム−3−カルボン酸(Ib)並びに
その誘導体、それらの製法、使用法およびそれらを有効
成分とする薬剤に関する: (式中、kは水素原子、軽金属原子またはカルボキシ保
護基を、R1はアルキル基を、k2は水素原子、メチル
基または置換メチル基を表わす)。
上記の定義において、k2で表わされる置換メチルとし
てはハロメチル、アシルオキシメチル、異項環チオメチ
ル、ジメチル側−プチルシリルオキシなどが包含される
。ここにおいて、アシルオキシとしてはアルカノイルオ
キシ、とくにアセチルオキシと炭酸系アシルオキシ、と
く1こカルバモイルオキシやその保護体が好適であるが
、他のアラルカッイルオキシ、アロイルオキシアルキル
スルホニルオキシ、アリールスルホニルオキシなども含
むものとする。
ハロメチル番ζおけるハロゲン原子としては塩素が好ま
しい。
異項環チオ基としては、窒素、酸素、硫黄がら選ばれた
異原子を含む5〜6員環の単環または双環共役異項環が
置換したチオ基であって、この異項環には各種の置換基
を有し得る。
異項環としては、前記定義の範囲内のものが含まれるが
、異原子数3ないし4の五員環のものが特に望ましい。
特に好ましいものはトリアゾール、オキサジアゾール、
チアジアゾール、テトラゾールであり、また、イミダゾ
ール、トリアジン、ジヒドロトリアジンも好例である。
各種置換基としては、アルキル、シアノアルキル、カル
ボキシアルキノへ カルバモイルアルキル、ヒドロキサ
モイルアルキル、アルコキサモイルアルキル、アミノア
ルキノペN−アルキル化アミノアルキル、ウレイドアル
キル、ハロアルキル、カルバモイルハロアルキル、アリ
ールチオアルキル、14項環子オアルキル、スルファモ
イルアルキル、アルケニル、カルボキシ、アミノ、ニト
ロ、ヒドロキシ、オキソ、ハロゲンなど、炭素、窒素、
酸素、ハロゲンなどの原子を介して結合するものが好ま
しい。これらの置換基は、更に同種または異種の置換基
を有していてもよく、また、カルボキシ、カルバモイル
、アミノ、ヒドロキシ、オキソ等は、常用の保護基で、
反応または利用の目的で修飾してあってもよいものとす
る。また、二以上の置換基が結合して、全体として環状
基を形成していてもよい。
Rで表わされるカルボキシ保護基としては、ペニシリン
、セファロスポリンの化学の分野で、分子中の他の部分
に不都合な変化を起こすことなく着脱可能のものとして
知られている保護基、たとえばアラルキルエステル(ベ
ンジル、メチルベンジ/lz、ジメチルベンジル、メト
キシベンジル、エトキシベンシノペニトロベンジル、ア
ミノベンジル、ジフェニルメチル、フタリジル、フェナ
シルなどのエステル)、置換アルキルエステル(トリク
ロロエチル、【−ブチル、アリルなどのエステル)、ア
リールエステル(ペンタクロロフェニル、インダニルな
どのエステル)、N−ヒドロキシアミノ化合物のエステ
ル(アセトンオキシム、アセトフェノンオキシム、アセ
トアルドキシム、N−ヒドロキシこはく酸イミド、N−
ヒドロキシフタルイミドなどとのエステル)、炭酸また
はカルボン酸との酸無水物などを構成する保護基がある
置換アミド、置換ヒドラジドなどで反応性の高いアミド
も均等なカルボキシ保護基として、これに含めるものと
する。この保護基部分は前記のような各種置換分を有し
ていてもよい。
とくに、アルキル1、アルカノイルオキシアルキル、ア
ルコキシアルキルまたはアミノアルコキシアルキルなど
のアルキルエステル類を形成する基、ベンジ/lz、p
−ニトロベンジル、フェナシル、フタリジルなどのアラ
ルキルエステル類を形成する基、フェニル、ハロフェニ
ルなどのアリールエステル類を形成する基が好ましい。
式CI)で示される化合物のうち、とくに有用なカルボ
キシ誘導体は医薬用に適するものとして当業者によく知
られている誘導体であり、それは主として軽金嶌塩と薬
理学的活性エステルである。
軽金属塩としては好ましくは周期律表第1〜■属、第2
〜4周期に属する、生理学的に受容しつるイオンとなり
うる軽金属原子の塩、とくにリチウム、ナトリウム、カ
リウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムなど
の塩を例示できる。
薬理学的活性エステルとしては、主に経口または非経口
投与において強い抗菌性を示すエステル、とくに置換ア
ルキルエステル(アルカノイルオキシアルキルエステル
、アルコキシホルミルオキシアルキルエステル、2−オ
キソ−1,3−ジオキソレニルメチルエステルなど)、
置換アラルキルエステル(フェナシルエステル、フタリ
ジルエステルナト)、置換アリールエステル(フェニル
エステル、キシリルエステル、インダニルエステルなど
)がよく知られており、これらは化合物(I)Icも利
用できる。
化合物(I)は好気性または嫌気性のダラム陽性菌(ブ
ドウ球菌など)、グラム陰性菌(大腸菌など)にたいし
て抗菌作用を示し、医薬、動物薬、殺菌剤、防腐剤など
として利用できる。
化合物(I)は安定であり、他剤耐性菌に有効な抗菌作
用や吸収、分布、代謝、***などの薬理学的特性の点で
すぐれている。
医薬として利用するときは、要すれば常用の添加剤を加
えて製剤化し、これを化合物(I)として外用では10
μg〜1# 、静脈注射ではo、2〜5g1経口投与で
は1〜2gの日用量で外用、局所、経口、注射などによ
り投与すれば、感受性細菌感染症を予防または治療する
ことができる。
化合物(I)のうち、・カルボン酸と軽金属塩は静脈注
射、点滴、筋肉注射用などに、要すれば安定化剤や溶解
補助剤とともに、アンプル剤、バイヤル剤などの注射剤
として利用できる。薬理学的活性エステルは粉剤、カプ
セル剤、錠剤、けんだく剤などとして内服用に、また、
点眼剤、軟こう剤、乳剤、スプレー剤などとし外用ない
し局所投与に利用できる。
化合物(I)は、また、他の抗菌化合物の合成原料とし
て利用することもできる。
本発明に係る式(I)の化合物は、以下の方法で製造す
ることができる。
1)塩の製造 ペネム環の3位がカルボキシである化合物(I)に塩基
を作用させるか、交換分解法により他種カルボン酸の軽
金属塩を作用させると軽金属塩である化合物CI)を製
造できる。操作法はこの分野で用いられている方法が適
用できる。たとえば、遊離酸を炭酸水素軽金属塩で中和
する方法、アルコール、ケトン、エステルなどの極性有
機溶媒中、低級カルボン酸アルカリ金属塩を作用させた
のち、難溶性溶媒を加えて目的とする塩を析出させる方
法などが好ましい。
反応は通常50℃以下で行なうと1〜10分間で終了す
るが、副反応がなければさらに長時間放置することもで
きる。
このようにして製造した塩は、結晶、粉末などの固体と
して分離したのち製剤化するか、凍結乾燥法などにより
抗菌製剤とすることができる。
2)カルボキシ保護基の脱離 カルボキシ保護基をもつ化合物(I)は、以下に例示す
る脱保護反応に付して、カルボキシ化合物CDとするこ
とかできる。この脱保護反応には、たとえば下記のよう
な、この分野で常用の操作法を適用することができる。
a)反応性の高いエステル、アミド、無水物などの形の
カルボキシ保護基は酸、塩基、緩衝液、イオン交換樹脂
と水性溶液中で接触させることにより脱保護できる。反
応性が低いときにも、公知の方法によって反応性を高め
れば、容易に脱保護することができる場合もある。代表
例としては、たとえばトリクロルエチルエステノペP−
ニトロベンジルエステル、フェナシルエステルなトラ金
属と酸、接触還元、ジチオン酸塩などで処理して脱保護
する方法がある。
b)アラルキルエステルは接触還元により脱保護できる
こともある。この場合、パラジウム、ニッケルなどの触
媒の存在下に水素を常法に従って作用させる。
C) アラルキルエステル、シクロプロピルメチルエス
テル、スルホニルエチルエステルナトハ加溶媒分解反応
などによって脱保護できる。この反応では鉱酸、ルイス
酸、スルホン酸、強酸性カルボン酸などを、要すればカ
チオン捕捉剤の存在下に作用させる。
d) フェナシルエステル、アルケニルエステル、ヒド
ロキシアラルキルエステルなどは、塩基や核剤の作用で
、また、光化学的活性なフェナシルエステルなどは光照
射により脱保護できる。
e)2−アルケニルエステルにアルカン酸アルカリ金属
とパラジウム本トリフェニルホスフィンを作用させれば
アルカリ金属塩を製造できる。
f)その他、均等なカルボキシ保護基脱離法を用いるこ
とができる。
3)2位置換基の導入(Sヘテロ化) 化合物(I)の2位が脱離基置換メチル基である化合物
に対応する異項環チオールまたはその反応性誘導体を作
用させれば目的とする化合物(I)を製造することがで
きる。ここに、脱離基としてはハロゲン、スルホニルオ
キシ、ア/l/A/イルオキシ基などの活性脱離基がよ
い。前記チオールの反応性誘導体としては、アルカリ金
属塩、アンモニウム塩などが好ましい。反応は無水溶媒
中でも、含水溶媒中でも0℃〜60℃で十分進行する。
この反応は脱水剤、塩化ホスホリル化合物などにより、
促進されることもある。
4)環化(Wittig反応) 式CI)の化合物の前駆体の1つであるカルボニル−ア
ルキリデンホスホラン化合物を適当な溶媒中で加熱還流
すれば、閉環してペネム環か形成し、目的化合物(I)
が得られる。溶媒としてはベンゼン、トルエン、キシレ
ジなトカ用いラレル。
5)構造変換 式(Ia)で示されるジオキソラニル化合物は、クロロ
ホルム、ベンゼン、アセトニトリル、水の様な溶媒中、
触媒量の1,5−ジアザビシクロ〔5゜4、F)−5−
ウンデセン(DBU) 、炭酸水素ナトリウムなどで処
理すれば、ヒドロキシアJレキリデン化合物(Ib)に
変換することができる。
6)薬理学的活性エステル カルボキシ保護基をもつ化合物(I)は、2)に記載し
た方法で脱保護した後、薬理学的活性エステル、例えば
ピバロイルオキシメチル(POM)エステルに変換する
ことができる。即ち、例えばジメチルホルムアミド(D
MF)中、トリエチルアミンの様な塩基の存在下、遊離
カルボン酸とピノくロイルオキシメチルヨーシトを0℃
〜室温で反応させればPOMエステルが得られる。
7)カルボキシ基その他の反応性官能基の保護化合物(
I)に化学反応を施して、他の化合物(1)などに変化
させるとき、目的とする基以外の反応性官能基を保護し
ておく必要がある場合かある。この場合、その反応性官
能基の種類に応じてこの分野でよく用いられている方法
を援用して保護することができる。このような方法は浅
記のような各種成帯に詳述されている。
たとえば、ヒドロキシ基にはアシル化、エーテル化など
、アミノ基にはアシル化、エナミン化、シリル化など、
カルボキシ基にはエステル化、アミド化、酸無水物化な
どを常法により施こすことができる。また、薬理学的性
質を改変して所望の性質を与えるために、薬理学的活性
エステルとする場合も、この項の反応に含めるものとす
る。この場合、カルボン酸(I)に塩基を作用させて塩
とし、これに所望エステル基のハライドを作用させて目
的とする化合物CI)を合成することもできる。
rの十ろ?i−反広什其のa譜のナーめ出!S猫ヰ七ト
びその導入、脱離法については、例えばJ、F、W。
McOmie Ed、、 ”Protective G
roups in ()rganicChemistr
y″pp、183(1973) PLEUM Pres
s。
N、Y、 iやS、Patai 、 Edit、 、 
”The Chemistry ofFunction
al Groups’、 pp、505(1969)、
Inter −5cience Publ、、 Joh
n Wiley & 5ons Ltd。
London ; Flynn Ed、、 ’Ceph
alosporins andPenicill in
s’ 、 Academic Press、 N、Y、
(1972)などの成帯ないし各種特許文献などに詳記
されている方法を利用することもできる。
8)反応条件 前記合成方法(1) −(6)は通常−30℃〜100
℃、とくlこ一20℃〜50℃の温度で10分間〜5時
間かけて反応させることが多い。これらは溶媒中、要す
れば無水条件下に実施する。その他の常法は、いずれも
適用できる。反応用溶媒としては、炭化水素、ハロゲン
化炭化水素、エーテル、ケトン、エステル、ニトロ炭化
水素、ニトリル、アミド、スルホキシド、カルボン酸、
荷機塩基、アルコール、水、その他の系列に属する工業
用溶媒またはその混合物を利用できる。
9)後処理 反応液から未反応原料、副生成物、溶媒などの夾雑物を
抽出、蒸発、洗浄、乾燥などの常法により除去したのち
、吸着、溶離、蒸留、沈殿、析出、クロマトグラフィー
など、常用の後処理法を組合せて生成物を単離すること
ができる。
10)製造原料 化合物(I)は下記式(II)のカルボニル−アルキリ
デンホスホラン化合物を原料として製造することができ
る: 〔式中、R,R1およびに2は前記と同意義である〕。
製造原料(n)に於いて、k2がハロメチルであるもの
は、下記の式(m)で示される化合物から、以下の反応
式Iに従って製造することができる:COOPMB C
OOPMB OOPMB 上記反応式1の出発物質となる化合物(III) fi
、以下の反応式■〜Vのいずれ力)lこ従って製造する
ことができる: 反応式■ (CAN:セリツクアンモニウムナイトライド)反応式
■ 上記反応式■〜■において、ペニシリンと同じ立体構造
を持ったアゼチジノン出発物質は、以下の反応式■に従
って製造することができる:反応式■ に2がl・ロメチルである式(n)の製造原料はまた、
以下の反応式■に従ってペニシリンから製造することも
できる: 反応式■ COCooP COOPMB (II) (m−C00P:m−りoo過安息香酸 )製造原料(
n)に於いて、R2がメチルであるものは、下記の反応
式■〜廟のいずれかに従って製造することかできる: 反応式■ C00PNB ′A″”” 0OPNB (1) C00PNB 反応式■ OOPNB 反応式X C00PNB (II) 6反応式■ C00PNB C00PNB COOPNB C00PNB (II) 製造原料(■)において、R2が水素原子であるものは
、以下の反応式X■ に従って製造することができる: 反応式xm (II) 製造原料(II)に於いて、R2がアセトキシメチルで
あるものは、以下の反応式■に従って製造することがで
きる。
反応式■ 製造原料(II)において、 R2かジメチルt−ブチ
ルシリルオキシメチルであるものは、以下の反応式層に
従って製造することができる: 反応式XIV 0DPNB CI[) 製造原料(n)において、R2が異項環チオメチルであ
るものは、R2かハロメチルである化合物CI[)から
以下の反応式X■に従って製造することができる: 反応式XV 上記の製造法に従って製造した式(II)で示される製
造原料を、その物理定数と共に後記表1に示す。
以下に実施例を示して本発明の詳細な説明する。
生成物の物理定数は、後記の表にまとめて記載した。表
中、IRは、m−1値を、NMRはδ値を、δ値は結合
定数をHz値で示す。
実施例中、量を表わす部はβ−ラクタム原料1重量部に
対する重量の割合を、モル当量数は原料β−ラクタム1
モルに対するモル数を示す。
後処理には、反応液に通常、必要に応じて水、ジクロロ
メタンなどの溶媒を加え、水洗、乾燥、減圧濃縮して得
られる残留物を、必要ならシリカゲル・クロマトグラフ
ィーで精製したのち、結晶化、沈殿、口過などで採取す
る方法を組合せて用いる。生成物の物理定数の測定値は
標品と一致する。
使用した略号は、以下の通りである。
Ph :フェニル基 Me :メチル基 E【 :エチル基 PMB:p−メトキシベンジル基 POM:ピバロイルオキシメチル基 ACニアセチル基 ■ 尚、表中、klの欄に示した(a)およヒ’ (b )
 ハR1の立体配置を表わしくa=R,b=S)、α、
βは、表1の化合物においては3位の、その他の表の化
合物においては6位の置換基の配位を表わす(αはα配
位、βはβ−配位)。また、表4の化合物番号の下に示
したシス−トランス異性は、メチロールとラクタムカル
ボニルのシス・トランスを示す。
実施例I C021’ P、3 t、;u2””I5粗クロロメチ
ル体1.1gを乾燥トルエン100dにとかし、85℃
で2時間加熱する。反応終了後溶媒を減圧留去し、シリ
カゲルクロマトグラフ的化合物の物理定数は表2に示す
実施例2 クロロメチル体248〜を塩化メチレンIQmlと水1
dの混合溶媒に溶かし、5−メルカプト−1−メチル−
1,2,3,4−テトラゾールのナトリウム塩200 
mflおよびテトラ−n−ブチルアンモニウムプロミド
20〜を加えて室温で2時間攪拌する。有機層を分離し
、飽和NaHω3水で洗浄し、Mg S04で乾燥した
後溶媒を減圧留去し、シリカゲルクロマトクラフィー(
ベンゼン:酢酸エチル=1:3)で分離精製するとテト
ラゾール中間体260ダが得られる。
上で得た中間体を乾燥トルエン20TLllこ溶かし、
90℃で2時間加熱する。反応終了後溶媒を減圧留去し
、シリカゲルクロマトグラフィー(ベンゼン:酢酸エチ
ル−2:1)で分離精製すると泡末状の目的物質130
qが得られる。目的化合物の物理定数は表2に示す。
実施例2と同様の方法で製造した式(I)の化合物を、
その物理定数と共に表2に示す。
実施例3 実施例1で得たに2がクロロメチルである式(I)の化
合物40mf/を塩化メチレン2mlと水0.5 ml
の混合溶媒にとかし、5−メルカプト−1−メチル−1
,2,3,4−テトラゾールのナトリウム塩19■およ
びテトラ−n−ブチルアンモニウムプロミド311yを
加えて室温で2時間攪拌する。有機層を分離し、飽和N
 a11COa水で洗浄し、Mg SO,iで乾燥した
後溶媒を減圧留去し、シリカゲルクロマトグラフィー(
ベンゼン:酢酸エチル−2=1)で分離精製すると泡末
状の目的化合物38qが得られる。
目的化合物の物理定数は表3に示す。
実施例3と同様の方法で製造した式(I)の化合物を、
その物理定数と共に表3に示す。
(シス) 2 kかジメチル(−ブチルシリルオキシメチルである式C
I)の化合物35■をCDCd30.5mlにとかし、
1,5−ジアザビシクロC5,4,0’:] −5−ウ
ンデセン(DBU)、(1ミリモル/トルエンl ra
g )を加える。反応は室温で瞬時に完了し、目的とす
るヒドロキシアルキリデン化合物かトランス体とシス体
の比率1:3で生成する。反応液に酢酸エチル5rnl
を加えて水洗した後Mg SO4で乾燥し、目的化合物
3211gを得た。目的化合物の物理定数は表4に示す
実施例4と同様の方法で製造した式CI)の化合物を、
その物理定数と共に表4に示す。
実施例5 塩化アルミニウム104 Mf/をアニソール2mlと
塩化メチレンQ、 2#!eの混合溶媒にとかし、これ
に出発物質であるエステル1001n9を一40℃で加
え、1時間この温度で攪拌する。NaHCO3295〜
をとかした0、01M燐酸緩衝液10dをこの溶液に一
40℃で加え、更に塩化メチレン20跳1を加えた後0
℃で30分間攪拌する。濾過後、水層をHP20て分離
精製し、凍結乾燥すると白色粉末状の目的化合物35■
が得られる。目的化合物の物理定数は表5に示す。
実施例5と同様の方法で製造した式(I)の化合物を、
その物理定数と共に表5に示す。
実施例6 出発物質であるP−ニトロベンジルエステル1201N
gを酢酸エチル50dにとかし、パラジウム/炭素(1
0%)100Iujの存在下、室温で水素接触還元を行
なう。1時間毎にパラジウム/炭素100〜を追加し、
6時間反応させる。反応終了後溶媒を減圧留去し、得ら
れた遊離酸をDMF5mlにとかし、0℃でトリエチル
アミン40μβとピバロイルオキシメチルエステル(■
CH20C02t−Bu)108μlを加え、1時間攪
拌する。反応終了後酢酸エチル20−を加えて濾過し、
F液を水洗した後Mg S04で乾燥し、溶媒を減圧留
去して得られる残留物をシリカゲルクロマトグラフィl
(ベンゼン:酢酸エチル=2 : 1 )で分離すると
目的化合物であるピバロイルオキシメチルエステル70
〜が得られる。目的化合物の物理定数は表6に示す。
実施例6と同様にして製造した式(I)の化合物を、そ
の物理定数と共に表6に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)下記化学構造式で表わされる2−置換または非置
    換−6−(2−オキソ−1,3−ジオキソラン−4−イ
    ル)マタは(1−ヒドロキシ−2−アルキリデン)−2
    −ペネム−3−カルボン酸とそのカルボキシ基における
    誘導体: (式中、kは水素原子、軽金属原子またはカルボキシ保
    護基を、[1はアルキル基を、R2は水素原子、メチル
    基または置換メチル基を表わす)。 (2、特許請求の範囲(1)の化合物を有効成分とする
    抗菌剤。 細菌を殺菌または静菌する方法に用いる特許請求の範囲
    (1)の化合物の用途。 (4)特許請求の範囲(1)の化合物を核置換反応、核
    合成、脱保護、造塩またはエステル化などによって製造
    する方法。
JP58138127A 1983-07-27 1983-07-27 ジオキソラニルペネムカルボン酸誘導体 Granted JPS6028981A (ja)

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