NO753597L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av nye ■ derivater av penicillansyre.

Foreliggende oppfinnelse angår fremgangsmåter for fremstilling av nye derivater av penicillansyre med den generelle formel:

samt salter derav. I., den generelle formel I angir symbolet R e.t hydrogenatom eller en gruppe som er lett å fjerne på enzymatisk måte og har den generelle formel:

der angir et hydrogenatom, en rett eller forgrenet alkylgruppe inneholdende 1-4 karbonatomer, en fenylgruppe eller en fenylalkylgruppejviss alkyldel inneholder et eller to karbonatomer, og R2angir en rett eller forgrenet alkylgruppe inneholdende 1-4 karbonatomer, en alkoksygruppe viss alkyldel inneholder 1-4 karbonatomer, en cykloheksylgruppe, en fenylgruppe

eller en fenylalkylgruppe, viss alkyldel inneholder et eller to.karbonatomer.

Som eksempel på en gruppe med formelen II, som er lett å fjerne på enzymatisk måte, skal man-spesielt nevnte gruppen pivaloyloksymetyl.

Ifølge oppfinnelsen kan de nye forbindelser med formelen I fremstilles ved at en syre med formelen: eller et reaktivt derivat av denne syre slik som et halogenid, anhydrid, eller et blandet anhydrid, omsettes med..en forbindelse med den generelle . formel:

eller et salt derav der R har den ovenfor angitte betydning.

Syren med formlen III anvendes enten i nærvær av

et kondensasjonsmiddel slik som dicykloheksyIkarbodiimid i et organisk oppløsningsmiddel slik som dimetylformamid og ved en temperatur mellom -10 og +20°C eller i form av et halogenid, anhydrid eller et blandet anhydrid i nærvær av en syreakseptor slik som en nitrogenholdig organisk base, f.eks. trietylamin,

i et organisk oppløsningsmiddel slik som kloroform, eller i et vannholdig organisk medium i nærvær av et alkalisk kondensa-sj onsmiddel slik som natriumbikarbonat..

I forbindelser med formelen IV der R betegner en gruppe med formelen II kan fremstilles ved forestring av 6-aminopenicillansyre ifølge den fremgangsmåte som er beskrevet av W..Daehné et. al.,"J. Med. Chem." 13, 607 (1970).

Syren med formelen III kan fremstilles ved ring-slutning i surt medium, av et alkyl-4-alkyloksytiokarbonyltio-3-oksybutyrat (alkyldelen er rett eller forgrenet og inneholder 1-4 karbonatomer), slik som etyl-4-etoksytiokarbonyltio-3-oksy-b uty r at eller etyl-4-isopropoksytiokarbonyltio-3-oksybutyrat.

Alkyl-4-alkyloksytiokarbonyltio-3-oksybutyratet

kan fremstilles ved at kalium- eller natriumalkylxantat omsettes . med et alkyl-yhalogenacetoacetat.

Alky 1-y-halogenacetoacetate.t kan fremstilles iføl-ge den fremgangsmåte som er beskrevet av A. Burger og G.E. Ullyot, "J. Org. Chem.", 12, 3^6 (1947).

De -forbindelser med formelen I der R angir en gruppe med formelen IT hvor R-^og R-j har den ovenfor angitte betydning kan ifølge oppfinnelsen også fremstilles ved forestring av en forbindelse med formelen I der R angir et hydrogenatom ved tillempning av en hvilken som helst kjent metode for fremstilling av en ester ut fra en syre uten at resten av molekylet påvirkes.

Vanligvis omsetter man et alkalimetallsalt eller et salt med et tertiært amin av en forbindelse med formelen I med et halogenid med den generelle formel:

der R^og R har den ovenfor angitte betydning og Y angir et halogenatom. Fortrinnsvis arbeider man i et inert oppløsnings-middel slik som'dimetylformamid ved en temperatur mellom 0 og 30°C.

De nye penicillansyrederivater med formelen I

kan eventuelt renses ved tillempning av fysikalske metoder slik som kromatografi eller krystallisasjon.

De forbindelser.med formelen I der R angir et hydrogenatom kan omdannes til metallsalter eller til addisjonssalter med nitrogenholdige baser ifølge kjente metoder. Disse salter kan oppnås ved at en alkalimetall- eller jordalkali-metallbase, ammoniakk eller et amin omsettes med en forbindelse med formelen I i et egnet oppløsningsmiddel slik som en alkohol, en eter, en keton eller vann, eller, ved en utbyttingsreaksjon med et salt av en organisk syre. Det dannede, saltet faller ut, eventuelt etter konsentrasjon av oppløsningen, og det separeres ved filtrering eller dekantering.

De nye penicillansyrederivater med formelen I oppviser meget interessante antibakterielle egenskaper. De oppviser en bemerkelsesverdig virkning både in vitro og in vivo mot såvel gram-positive som .gram-negative organismer.

In vitro har forbindelsene vist seg virksomme

ved konsentrasjoner på mellom 0,005 og 0,5 yg/cm^ mot Staphylococcus-stammer.som er følsomme for penicillin G (Staphylococcus

aureus 209 P, Staphy lococcus aureus Smith) og i kons ent ras j-oner på mellom 1 og 50. yg/cm mot Escherichia coli, stamme Monod.-Forbindelsene har også vist seg å være virksomme mot Streptococcus pyogenes og mot Streptococcus pneumoniae i konsentrasjoner på mellom 0,001 og 0,1 yg/cm 3 samt mot Salmonella typhimurium i konsentrasjoner på mellom 0,1 og 5 yg/cm^.

In vivo har fobindelsene ved eksperimentelt frem-kalte infeksjoner hos mus vist seg å være virksomme mot Staphy1-ococcus aureus Smith (følsom for penicillin G) i orale eller subkutane doser på mellom 0,01 og 5 mg/kg pr. døgn mot Escherichia coli i subkutane doser på mellom 0,1 og 1 mg/kg pr. døgn og i orale doser på mellom 0,5 og. 30 mg/kg pr. døgn samt-mot Salmonella typhimurium i subkutane doser på mellom 0,5 og 30 mg/kg pr. døgn.

Spesielt virksomme er de forbindelser med formelen I der R angir et hydrogenatom- eller en gruppe med formelen II, der R-j_ betegner et hydrogenatom og Rg betegner en rett eller forgrenet alkylgruppe inneholdende 1-4 karbonatomer.

Av spesiell interesse er følgende forbindelser: 6-(1,3-ditiol-2-on-4-yl)acetamidopenicillansyre;

3,3-dimetyl-6-[(1,3~dtiol-2-on-4-yl)acetamido]-7-okso-2-pivaloyloksymetoksykarbonyl-4-tia-l-azabicyklo[3.2.0]-heptan.

Oppfinnelsen skal illustreres.ved følgende ikke begrensende eksempler.

Eksempel 1

Til en til -5°C avkjølt suspensjon av 10,8 g 6-amino-penicillansyre i 200 cm 3 kloroform setter man 14 cm 3 trietylamin hvoretter man i løpet av 40 min. tilsetter en oppløs-ning av 9,7 g (1,3-ditiol-2-on-4-yl) acetylklorid. i 50 cm^ benzen. Man omrører deretter reaksjonsblandingen i 30 min. ved

-5°C og deretter i en time og 45 min.- ved 20°C. Man konsentrerer deretter til tørr tilstand under et redusert trykk på 20 mm Hg ved .30°C. Den herved oppnådde rest oppløses i 250 cm''

vann. Man tilsetter 125 crn^ etylacetat, avkjøler vannfasen til 0°C og innstiller pH-verdien på 2 ved tilsetning av ca. 15 cm^

4 N saltsyre. Man separerer den organiske fase og vasker vannfasen med 2 ganger 100 cm^ etylacetat. De organiske faser forenes, vaskes med 4. ganger 100 cm-^ av en mettet natriumklorid- oppløsning og tørkes over magnesiumsulfat. Etter filtrering behandles filtratet med 2 g dyrekull, filtreres og konsentreres til 200 cm^ under et redusert trykk på 20 mm Hg Ved 30°C. Til konsentratet setter man 20 cm-^ av en 2 N oppløsning av natrium-2-etylheksanoat i etylacetat. Man oppnår en felling som man holder ved 0°C i 16 timer og deretter separerer ved filtrering. Fellingen vaskes med 3 ganger 20 cm^ etylacetat- og med 3 ganger 20 cm^ eter. Etter tørking under et redusert trykk på 0,3 mm Hg ved 20°C oppnår man 12, 1 g natriumsalt.av 6-(l,3-ditiol-2-on-4-yl)acetamidopenicillansyre med følgende egenskaper: Rf = 0,55 (Silikagel; aceton:eddiksyre i volum-'

forholdet 95:5)

Optisk dreining:[<g>]p° = +254°C (c = 1,014; vann) Analyse: Beregnet, %: C 39 ,38 H 3,30 .N 7,07

S 24,26

Funnet, C 39,29 H 3,33 N 7,11

S 23,81

IR- spektrum ( KBr- skiVer): 3450, 1700, 1500: amid;

1775: karbonyl av g-laktam; l6l5, 1410: -COO<0>;

1630:0 = C^T

(l,3_ditiol-2-on-4-yl)acetylklorid kan fremstilles på følgende måte.

Til en oppløsning av 8 g (l,3-ditiol-2-on-4-yl)-eddiksyre i 100 cm^ eter, hvilken oppløsning holdes ved 20°C, setter man under omrøring 8,55 om? oksalylklorid. Man iakttar en lett gassutvikling. Fem min. og 25 min. etter tilsett-ingen, av oksalylkloridet tilsetter man 3 dråper dimetylformamid. Man iakttar en gassutvikling som stopper etter 45 min. Man tilsetter deretter 1 g avfargingskull og rører det. hele i 5 min. Man filtrerer reaksjonsblandingen hvoretter filtratet konsentreres til tørr tilstand under et redusert trykk på 20 mm Hg

o 3

ved 20 C. Resten tas opp i 2 ganger 50 cm benzen hvoretter

man'på nytt konsentrerer til tørr tilstand under^de samme bet-ingelser. Man oppnår herved 9,7 g (l,3~ditiol-2-on-4-yl)-acetylklorid.

(l,3-ditiol-2-on-4-yl)eddiksyre kan fremstilles på følgende måte.

Under avkjøling i et isbad setter man 500 cm^ svovelsyre (80 volum-#) til l6l g etyl-4-etoksytiokarbonyltio-3-oksobutyrat. Temperaturen stiger til 45 o C og man opp*varmer deretter reaksjonsblandingen til 80°C i 30 min. Den herved oppnådde mørkebrune oppløsning avkjøles og helles i 2,5 1

destillert vann. Blandingen kokes under tilbakeløp i 1 time.

Man avkjøler, ekstraherer 4 ganger med 500 cm^ etylacetat, vasker de organiske ekstrakter med 500 cm 3 destillert vann og ekstraherer 3 ganger med 500 cra^ av en mettet natriumbikarbonat--. oppløsning. Man forener de basiske fraksjoner, vasker dem med 500 erv? etylacetat og surgj ør' vannfasen til pH 1 med 4 N salt-■syre. Man ekstraherer 3 ganger med 500 cm 3 etylacetat, vasker den organiske fase med 500 cm^ destillert vann, tørker over magnesiumsulfat, behandler med avfargingskull og konsentrerer filtratet til tørr tilstand under et redusert trykk på 20 mm Hg. Man oppnår herved 96 g av et okerfarget fast stoff som om-krystalliseres i 150 cm^ av en blanding av like volumdeler etylacetat og cykloheksan. Man oppnår herved 68,7 g (1,3-ditiol-2- on-4-yl)eddiksyre i form av hvite krystaller med et smelte-punkt, på 99°C. Etyl-4-etoksytiokarbonyltio-3_oksybutyrat kan fremstilles på følgende måte.

En suspensjon av l60 g kaliummetylxantat i 2 1 etanol avkjøles i et isbad„. I løpet av 1 time tilsetter man en oppløsning av 209 g etyl-y-bromacetoacetat i 500 cm^ etanol. Man lar det hele. være i kontakt i 16 timer ved en temperatur nær 20°C og filtrerer deretter den oppnådde suspensjon. Fel-li. ngen vaskes 2 ganger med 100 m 3 etanol og filtratet konsentreres til tørr tilstand under et redusert trykk på 20 mm Hg. Man oppnår 260 g av en brun olje som kromatograferes på 2000 g silikagel. Man eluerer med 6 1 av en blanding av .etylacetat

og cykloheksan i et volumforhold på 5:95 og deretter med 10 1 av en blanding av etylacetat og cykloheksan i et volumforhold på 10:90. De oppnådde eluater konsentreres under et redusert trykk. Man oppnår herved 161,2 g etyl-4-etoksytiokarbonyltio-.

3- oksybutyrat i form av en orangefarget olje.

Eksempel 2

Til en'til -5°C avkjølt oppløsning av 10,05 g p-toluensulfonat av 6-amino-3 »3-dimetyl-7-okso-2-pivaloyloksy- metoksykarbony1-4-tia-l-azabicyklo[3.2.0]heptan i en blanding av100 cm^ kloroform og 5,6 cm? trietylamin setter man dråpe for dråpe i løpet av 20 minutter og under omrøring en oppløs-ning av 3,88 g (l,3-ditiol-2-on-4-yl)acetylklorid i 20 cm^ benzen. Man omrører deretter i en time og 30 min. ved 20°C. Man vasker reaksjonsblandingen i tur og orden med 100 cm^ vann, 2 ganger 100 cm 3 av en 5$-ig natriumbikarbonatoppløsning, 2

3 3 ganger 100 cm isavkjølt 0,1 N saltsyre og 2 ganger 100 cm vann. Man tørker den organiske fase over magnesiumsulfat. Etter filtrering og konsentrering til tørr tilstand under et redusert' trykk på 20 mm Hg ved 30°C oppnår man en marenglignende masse som man tar opp i 50 cm^ metylenklorid. Man kromatogra-ferer på en kolonne av 120 g silikagel (0,05-0,20 mm, nøtral' pH-verdi; kolonnediameter 2,8 cm; kolonnehøyde 44 cm). Man eluerer med metylenklorid og samler opp fraksjoner på 100 cm 3. Man forener fraksjonene 11-26 og damper inn under et redusert trykk på 20 mm Hg ved 30°C. Herved oppnås et marenglignende produkt. Ved tilsetning av 100 cm^ eter løser dette produkt

seg og stivner deretter. Etter 2 timers hvile i eter separeres det faste stoff ved filtrering og vaskes med 2 ganger 10 cm^

eter og deretter med 2 ganger 10 cm 3 petroleter. Etter tørking under redusert trykk på 0,3 mm Hg ved 20°C oppnår man 3,53 g 3,3-dimetyl-6-[(1,3-ditiol-2-on-4-yl)acetamido]-7-okso-2-pival-oyloksymetoksykarbonyl-4-tia-l-azabicyklo[3.2.0]heptan som har følgende egenskaper.

Rf = 0,34 (Silikagel; kloroform:etylacetat i

volumforholdet 85:15)-

Optisk dreining: [ot]?,<0>= +l6l°C (c = 1,016; kloro-u form)

Analyse: Beregnet, % : C 46,71 H '4,95 N 5,73

S 19,69

Funnet, % : C 46,44 H 4,75 N 5,77

S'19,51

IR- spektrum ( bromoformoppløsning): 3410, 1690,

1510: amid; 1780: karbonyl av g-laktam; 1760: ester; 1100, 980: -0CH20-; 1640:0 = cC$ Z .

p-toluensulfonat av 6-amino-3,3-dimetyl-7_okso-2-, pivaloyloksymetoksykarbonyl-4-tia-l-azabicyklo[3.2.0]heptan kan fremstilles ifølge den fremgangsmåte som er beskrevet av W. Daehne et. al., i "J. Med. Chem." 13, 6.07 (1970).

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av penicillansyrederivater med den generelle formel:

der symbolet R angir et hydrogenatom eller en gruppe som er lett å fjerne på enzymatisk måte og har den generelle formel:

der R^ angir et hydrogenatom, en rett eller forgrenet alkyl-gruppe inneholdende 1-4 karbonatomer, en fenylgruppe eller en fenylalkylgruppe viss alkyldel inneholder et eller to karbonatomer, og R2 angir.en rett eller forgrenet alkylgruppe inneholdende 1-4 karbonatomer, en alkoksygruppe viss alkyldel inneholder 1-4 karbonatomer, en cykloheksylgruppe, en fenylgruppe eller en fenylalkylgruppe viss alkyldel inneholder et eller to karbonatomer; samt metallsalter derav og addisjonssalter med nitrogenholdige baser, karakterisert ved at(a) en syre med formelen:-

eller et reaktivt derivat av denne syre, omsettes med en forbindelse med den generelle formel:

der R har den ovenfor angitte betydning hvoretter den oppnådde forbindelse eventuelt omdannes til et metallsalt- eller et addisjonssalt med en nitrogenholdig base; eller at (b) når R angir en gruppe med formelen:

der og R~ har den ovenfor angitte betydning, en forbindelse med formelen I der R angir et hydrogenatom, forestret ifølge en hvilken som helst kjent fremgangsmåte for fremstilling av en ester ved å gå ut fra en syre uten at resten av molekylet på virkes.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 for fremstilling av den forbindelse med formelen I der R angir en pivaloyloksy-metylgruppe, karakterisert ved at en syre med formelen:

eller et reaktivt derivat av denne syre, omsettes med en forbindelse med formelen: