AT405180B

AT405180B - Neue derivate von substituierten 3-cephem-4-carbonsäurederivaten und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: AT405180B
Application number: AT54797A
Authority: AT
Inventors: Gerd Dr Ascher; Johannes Dr Ludescher; Michael Dr Schranz; Josef Dr Wieser
Original assignee: Biochemie Gmbh
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1997-04-01
Publication date: 1999-06-25
Also published as: CO4940494A1; TW561157B; PE64099A1; AR012208A1; MY119921A; ZA982687B; ATA54797A

Description

Die Erfindung betrifft Verbindungen der Formel
EMI1.1
worin R ; für Wasserstoff, eine esterbildende Gruppe oder ein Kation steht, in freier Form, oder wo solche Formen existieren, in Form ihrer Säureadditionssalze, inneren Salze, Quartärsalze oder Hydrate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.

R kann für Wasserstoff, eine esterbildende Gruppe oder ein Kation stehen. Bedeutet Ri eine esterbildende Gruppe, so ist dies vorzugsweise eine unter physiologischen Bedingungen leicht hydrolysierbare und/oder leicht resorbierbare Estergruppe. Solche Ester können als Prodrug verwendet werden, wobei durch Hydrolyse im Körper das wirksame Antibiotikum freigesetzt wird. Sie werden vorzugsweise oral eingesetzt, da diese Hydrolyse meist unter Einfluss der Verdauungsenzyme erfolgt. Parenterale Administration ist dann angezeigt, wenn der Ester per se aktiv ist oder die Hydrolyse im Blut erfolgt.

Beispiele solcher esterbildenden Gruppen sind Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Benzyl, Alkoxybenzyl, beispielsweise 4Methoxybenzyl, Indanyl, Phthalidyl, Alkoxymethyl, beispielsweise Methoxymethyl, (C1-6) Alkanoyloxy (C1-6) - alkyl, (C1-6) Alkoxycarbonyloxy (C,-6) alkyl, Glycyloxymethyl, Phenylglycyloxymethyi, (5-Methyl-2-oxo-1, 3- dioxolen-4-yl) methyl und andere am Gebiet der Cephalosporine bekannte, physiologisch hydrolysierbare
EMI1.2
oder Aminsalz.Erfindungsgemäss erlangt man zu den Verbindungen der Formel t, indem man a) Verbindungen der Formel
EMI1.3
worin entweder a) Rb für Hydroxy steht und Rc und Rd zusammen eine Bindung bilden, oder ss) Rd für Wasserstoff, ein Kation,

eine esterbildende Gruppe oder eine Silylgruppe steht und Rb und
Re zusammen eine Oxogruppe bedeuten, in freier Form oder in Form eines Säureadditionssalzes mit einem Azomethinbildner der Formel
EMI1.4
nach an sich bekannten Methoden umsetzt, oder b) die Verbindungen der Formel

EMI2.1
worin Ri obige Bedeutung besitzt, mit einer Verbindung der Formel
EMI2.2
worin X für eine Abgangsgruppe steht, acyliert, wobei gewünschtenfalls reaktive Gruppen durch entsprechende Schutzgruppen geschützt werden kön- nen, die unter den Reaktionsbedingungen oder nach Beendigung der Reaktion wieder abgespaltet werden, und gegebenenfalls erhaltene Verbindungen der Formel t. worin Ri für Wasserstoff oder ein
Kation steht, anschliessend in Verbindungen der Formel i,

worin R1 für eine Estergruppe steht, überführt und die Verbindungen der Formel I nach an sich bekannten Methoden aus dem Reaktionsgemisch isoliert und/oder gegebenenfalls in ihre Säureadditionssalze und/oder Quartärsalze und/oder Hydrate überführt.

Das erfindungsgemässe Verfahren a) kann beispielsweise ausgeführt werden, indem man eine Verbindung der Formel 11 in einem unter den Reaktionsbedingungen inerten Lösungsmittel, beispielsweise in Wasser, in Wasser im Gemisch mit einem niederen Alkohol oder Dioxan, oder in einem dipolar aprotischen Lösungsmittel, beispielsweise in Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid allein oder im Gemisch mit einem Alkohol oder Wasser, bei einer Temperatur von-20 bis 50. C mit einer Verbindung der Formel 111 umsetzt, wobei gegebenenfalls durch Zugabe einer organischen oder anorganischen Säure oder Base das Reaktionsgemisch auf einen zur Produktbildung optimalen pH-Wert gebracht wird.

Die erhaltenen Verbindungen der Formel I können nach an sich bekannten Methoden aus dem Reaktionsgemisch isoliert werden, beispielsweise durch Zugabe eines Antilösungsmittels oder chromatographisch.

Das Verfahren b) kann nach für Acylierungen üblichen Verfahren durchgeführt werden. Beispielsweise werden die Verbindungen der Formel IV und V in einem geeigneten Lösungsmittel, beispielsweise in einem Gemisch von Wasser und Aceton, gelöst oder suspendiert und vorzugsweise bei Raumtemperatur reagieren gelassen.

Sollen aktive Gruppen vor der Reaktion geschützt werden, so arbeitet man vorzugsweise mit Silylschutzgruppentechnologie, wobei man vorzugsweise als Lösungsmittel ein gegenüber Silylierungsmittel inertes Lösungsmittel, z. B. einen chlorierten Kohlenwasserstoff, ein Nitril wie Acetonitril, einen Ether wie Tetrahydrofuran oder Gemische dieser Lösungsmittel verwendet. Es sind aber auch dipolar aprotische Lösungsmittel, z. B. N, N-Dimethylformamid, geeignet. Die Abspaltung solcher Schutzgruppen kann nach an sich bekannten Methoden erfolgen.

Die erhaltenen Verbindungen der Formel I können nach an sich bekannten Methoden aus dem Reaktionsgemisch isoliert werden, beispielsweise durch Zugabe eines Antilösungsmittels oder chromatogra- phisch.

In den Verbindungen der Formel I kann der Substituent, der am Stickstoff der in Position 3 des Ringsystems befindlichen C = N-Gruppe gebunden ist, vorliegen

a) in der Z-Form
EMI3.1
oder/und b) in der E-Form
EMI3.2

Nach den erfindungsgemässen Verfahren werden die Verbindungen der Formel I in reiner E-Form erhalten, d. h. mit einem Gehalt an Z-Form von maximal 5 %, vorzugsweise von maximal 2 %. Verbindungen der Formel I in Form von Gemischen der E- und Z-Form können nach bekannten Methoden getrennt werden, beispielsweise chromotographisch oder durch fraktionierte Kristallisation.

Die Erfindung betrifft vorzugsweise Verbindungen der Formel I in der E-Form, d. h. Verbindungen der Formel l (E).

Die Ausgangsverbindungen sind bekannt oder können nach bekannten Verfahren oder analog zu bekannten Verfahren bzw. wie im Beispiel beschrieben hergestellt werden.

Die Verbindungen der Formel I und ihre pharmakologisch verträglichen Salze, in der Folge als erfindungsgemässe Wirkstoffe bezeichnet, besitzen bei geringer Toxizität interessante biologische, insbesondere antimikrobielle Eigenschaften und können daher als Heilmittel verwendet werden. Sie entfalten eine Hemmwirkung gegen Bakterien, wie sich durch Untersuchungen in vitro mit dem Reihenverdünnungstest und in vivo durch Versuche an Mäusen unter Verwendung verschiedener Bakterienstämme, z.

B. von Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter cloacae, Enterococcus faecalis, Moraxella catarrhalis, Haemophilus
EMI3.3
teus mirabilis, Klebsiella pneumoniae, zeigen lässt. Diese Hemmwirkung wurde in vitro ab einer Konzentration von ca. 0. 01 bis 50 u. g/ml und in vivo ab Dosierungen von 0. 1 bis 50 mg/kg Körpergewicht festgestellt.

Darüberhinaus zeigen die Verbindungen der Formel (überraschenderweise auch hohe in vitro Aktivitäten
EMI3.4
= 28,Mausmodellen die in vivo Wirksamkeiten gegen Staphylokokkus aureus, E. coli und Streptokokkus pyogenes Infektionen ab Dosierungen von 0. 1 mglkg bis 100 mg/kg nachgewiesen. Daher können die erfindungsgemässen Wirkstoffe als antibakteriell wirksame Antibiotika verwendet werden.

Als Heilmittel können die erfindungsgemässen Wirkstoffe allein oder in geeigneten Arzneiformen gemeinsam mit anorganischen oder organischen, pharmakologisch indifferenten Hilfsstoffen verabreicht werden. Beispielsweise werden sie als Bestandteil von Kapseln, Injektions- oder Instillationszubereitungen eingesetzt, die eine zur Erreichung eines optimalen Blutspiegels ausreichende Menge aktiver Verbindungen enthalten, das sind ca. 10 bis 500 mg pro Kapsel. Für die Anwendung hängt die zu verabreichende Dosis von der verwendeten Verbindung und der Verabreichungsart sowie der Behandlungsart ab. Man erhält bei grösseren Säugetieren zufriedenstellende Ergebnisse bei Verabreichung einer täglichen Dosis von ca. 0. 5

bis 6 g.

Diese Menge kann gegebenenfalls in entsprechend kleineren Dosen zwei-bis viermal täglich oder in Retardform gegeben werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Methode zur Behandlung von antibakteriellen Erkrankungen durch Verabreichung einer prophylaktisch oder therapeutisch wirksamen Menge eines erfindungsgemässen Wirkstoffes, sowie die Verwendung eines erfindungsgemässen Wirkstoffes als antibakteriellen Wirkstoff. Welters betrifft die Erfindung auch eine pharmazeutische Zusammensetzung, die einen erfindungsgemässen Wirkstoff zusammen mit zumindest einem pharmazeutisch verträglichen Träger- oder Verdünnungsmittel beinhaltet.

Die Erfindung betrifft auch die Herstellung eines Medikaments gegen antibakterielle Erkrankungen durch Zusammenmischen eines erfindungsgemässen Wirkstoffes mit zumindest einem pharmazeutisch verträglichen Träger- oder Verdünnungsmittel, sowie die Verwendung eines erfindungsgemässen Wirkstoffes zur Herstellung eines solchen Medikaments.

In den nachfolgenden Beispielen, die die Erfindung näher erläutern, ihren Umfang aber in keiner Weise einschränken sollen, erfolgen alle Temperaturangaben in Celsiusgraden.

Beispiel : 7- ( ( (5-Amino-1, 2, 4-thiad) azot-3-y))- (Z)- (fiuormethoxyimino) acety)) afnino)-3- (imino-1-pipera-
EMI4.1
methylhydrazono) methyl-3-cephem-4-earbonsäure. Monohydrochlorid(Hydroxylacton der 7-(((5-Amino-1,2,4-thiadiazol-3-yl)-(Z)-(fluormethoxyimino)acetyl) amino)-3-formyl-3-ce- phem-4-carbonsäure)
Eine Suspension von 10 g 7-Amino-3-formyl-3-cephem-4-carbonsäure in einem Gemisch aus 220 ml
Methylenchlorid und 80 ml Acetonitril wird bei 0'mit 43 ml N, 0-Bis (trimethylsilyl) acetamid gerührt.

Nach 15 Minuten erhält man eine klare Lösung. Man gibt 15,7 g (5-Amino-1,2,4-thiadiazol-3-yl)-(Z)-2- fluormethoxyiminoessigsäurechlorid hinzu und rührt das Reaktionsgemisch eine Stunde bei 0#. Danach verdünnt man mit 1250 ml Acetonitnl, das 70 ml Wasser enthält, und gibt soviel 12% igen wässrigen
Ammoniak zu, bis ein pH-Wert von 3, 5 ereicht ist. Die Lösung wird mit 2, 5 Liter Wasser verdünnt und dann dreimal mit je 2 Liter Essigester extrahiert. Die Essìgesterphasen werden vereinigt, mit Natriumsul- fat getrocknet und am Rotavapor eingedampft. Der Rückstand wird eine Stunde mit 100 ml Acetonitril bei 20# gerührt, der kristalline Niederschlag abfiltriert und im Vakuum getrocknet.

Das Produkt besteht aus einem Diastereomerengemisch (Verhältnis ca. 1 : 1).
EMI4.2

Hz, DMSO-d6) : 3, 65 (m,ml Acetonitril und 11 ml Wasser suspendiert und mit einer Lösung von 2 g 1- (1-Methylhydrazino) - iminomethyl) piperazin. Dihydrochlorid in 4, 5 m) 2N HO versetzt. Man rührt das Reaktionsgemisch einen Tag bei Raumtemperatur und giesst es dann unter Rühren in 600 ml Acetonitril.

Das ausgefallene Produkt wird abfiltriert, mit Acetonitril gewaschen und dann im Vakuumtrockenschrank über Sicapent getrocknet.
EMI4.3
( ( (5-Amino-1, 2, 4-thiadiazol-3-yl)- (Z)- (fluormethoxylmino) acetyl) amino)-3- (imino-1-piperazinyl-0. 65 g des wie unter b) erhaltenen Rohprodukts werden in 2 ml Wasser gelöst, und die dunkle klare Lösung wird auf eine Säule mit Durchmesser 2, 5 cm gepumpt, die mit 50 g RP-18 (LiChroprep RP-18, Korngrösse 40-63 um, Merck) gefüllt ist. Es wird mit Wasser eluiert (Flow 20ml/min), wobei 29 Fraktionen gesammelt werden.

Die Fraktionen werden mittels analytischer HPLC untersucht und die Fraktionen 13 bis 17, die den gewünschten Peak enthalten, vereinigt und lyophilisiert.
EMI4.4

EMI5.1

2H, NH2)
Das als Ausgangsprodukt benötigte 1-(1-Methylhydrazino)iminomethyl)piperazin(Iminokohlensäure-(1- methylhydrazid) piperazld. Dihydrochlorid) kann folgendermassen erhalten werden :
EMI5.2
eine mit 1500 ml Amberlite IRA 420 (stark basischer lonenaustauscher in der Chloridform) befüllte Säule aufgetragen und dann mit Wasser eluiert. Die das Produkt enthaltenden Fraktionen werden lyophilisiert. Das Lyophilisat wird mit Ether digeriert, abfiltriert und im Vakuum getrocknet. Man erhält die Titelverbindung als weissen Feststoff.

Fp : 116# (Isopropanol)
EMI5.3
b) Hydrochlorid des Benzylidenderivats des 4-Formyl-1-((1-methylhydrazino)iminomethyl)piperazin
Eine Lösung von 40,9 g S-Methyl-2-methylisothiosemicarbazid.Hydrochlorid in 350 ml Ethanol wird mit
30 g frisch destilliertem Formylpiperazin versetzt und 39 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Danach kühlt man das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur ab, versetzt mit 26. 4 ml Benzaldehyd und rührt noch 24
Stunden nach. Der erhaltene Niederschlag wird abfiltriert, mit Ethanol gewaschen und dann im Vakuum- trockenschrank getrocknet.
EMI5.4
(breites Singulett. 2H, W heu c) 1- ((1-methylhydrazino)imimomethyl)piperazin.Dihydrochlorid
10 g Benzylidenderivat des 4-Formyl-1-((1-methylhydrazino)iminomethyl)piperazin.

Hydrochlorid wird zur Abspaltung des Benzaldehyds Wasserdampf destilliert, wobei man 48 ml 2N HCI zugibt und in ca. 4
Stunden 1500 ml Wasser abdestilliert. Der wässrige Sumpf wird bis zu einem öligen Rückstand eingeengt. Nach Stehen über Nacht erhält man einen harzigen Niederschlag, den man dreimal mit
Ethanol auskocht. Der in Ethanol lösliche Teil wird im Vakuum eingedampft und der erhaltene weisse
Feststoff im Vakuum getrocknet.

'H-NMR (200MHz, DMSO-ds) : 3,16 (m 7H, N-CH3 und -CH2-N-CH2-); 3,61 (m, 4H, - CH2-N+-CH2-); 6.0
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; 8, 3Patentansprüche 1.3-Cephemcarbonsäurederivate der Formel
EMI5.6
worin R, für Wasserstoff, eine esterbildende Gruppe oder ein Kation steht, in freier Form, oder wo solche Formen existieren, in Form ihrer Säureadditionssalze, inneren Salze, Quartärsalze oder Hydrate.

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

2. 3-Cephemcarbonsäurederivate der Formel <Desc/Clms Page number 6> EMI6.1 worin die Substituenten die im Anspruch 1 definierte Bedeutung besitzen und der Substituent, der am Stickstoff der in Position 3 des Ringsystems befindlichen C = N-Gruppe gebunden ist, in der E-Form vorliegt.

3. Verfahren zur Herstellung von 3-Cephemcarbonsäurederivate der Formel I, dadurch gekennzeichnet, dass man a) Verbindungen der Formel EMI6.2 worin entweder a) Rb für Hydroxy steht und Re und Rd zusammen eine Bindung bilden, oder ss) Rd für Wasserstoff, ein Kation, eine esterbildende Gruppe oder eine Silylgruppe steht und Rb und Rc zusammen eine Oxogruppe bedeuten, in freier Form oder in Form eines Säureaddition- salzes mit einem Azomethinbildner der Formel EMI6.3 nach an sich bekannten Methoden umsetzt, oder b) die Verbindungen der Formel EMI6.4 worin R, obige Bedeutung besitzt, mit einer Verbindung der Formel <Desc/Clms Page number 7> EMI7.1 worin X für eine Abgangsgruppe steht, acyliert, wobei gewünschtenfalls reaktive Gruppen durch entsprechende Schutzgruppen geschützt werden können,

die unter den Reaktionsbedingungen oder nach Beendigung der Reaktion wieder abgespal- tet werden, und gegebenenfalls erhaltene Verbindungen der Formel I, worin Ri für Wasserstoff oder ein Kation steht, anschliessend in Verbindungen der Forme ! t, worin Ri für eine Estergruppe steht, überführt und die Verbindungen der Formel) nach an sich bekannten Methoden aus dem Reaktions- gemisch isoliert und/oder gegebenenfalls in ihre Säureadditionssalze und/oder Quartärsalze und/oder Hydrate überführt.

4. Eine pharmazeutische Zusammensetzung enthaltend eine Verbindung der Formel I wie im Anspruch 1 definiert in freier Form oder in Form eines pharmazeutisch akzeptablen Säureadditionssalzes, Quartär- salzes oder Hydrates gemeinsam mit zumindest einem pharmazeutisch akzeptablen Trägerstoff oder Verdünnungsmittel.

5. Eine Verbindung der Formel I wie im Anspruch 1 definiert in freier Form oder in Form eines pharmazeutisch akzeptablen Säureadditionssalzes, Quartärsalzes oder Hydrates zur Verwendung als Pharmazeutikum.

6. Eine Verbindung der Formel I wie im Anspruch 1 definiert in freier Form oder in Form eines pharmazeutisch akzeptablen Säureadditionssalzes, Ouartärsalzes oder Hydrates zur Verwendung als antibakterielles Mittel.

7. Verfahren zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel I wie Im Anspruch 1 definiert in freier Form oder in Form eines pharmazeutisch akzeptablen Säureadditionssalzes, Quartärsalzes oder Hydrates mit zumindest einem pharmazeutisch akzeptablen Verdünnungsmittel vermischt.