DE2304226A1 - Neue penicillin- und cephalosporinverbindungen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

Wt/My

Case 88618/X3521-A

Eli Lilly and Company, Indianapolis, Indiana, V.St.A.

Neue Penicillin- und Cephalosporin-Verbindungen

Gegenstand der.Erfindung sind Verbindungen der Formel I

O H < • · R-C-N —

J

Un ι

C-OR

0

J-

worin

R Wasserstoff, C^-Cg-Alkyl, ^Amino-^carboxybutyl, Phenyl, substituiertes Phenyl oder eine Gruppe der Formel

P-(Z)_n - C -

bei3utet, worin F '■•'l-anyl, C^-C^-niedrig-Alkylphenyl, Halogenphenyl, Hydroxy-

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phenyl, C₁-C^-niedrig-Alkoxyphenyl, 2-Thienyl, 3-Thienyl,

2-Furyl, 3-Furyl oder 1-Tetrazyl, Z ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom, η Ο oder 1

a Wasserstoff oder Cj-C^-niedrig-Alkyl,

b Wasserstoff oder C₁-C^-niedrig-Alkyl, Hydroxy, geschütztes

Hydroxy, Amino oder geschütztes Amino

bedeutetn und wenn η 1 bedeutet, bedeut'et P Phenyl, C₁-C^- niedrig-Alkylphenyl, Halogenphenyl, Hydroxyphenyl, Cj-C^- niedrig-Alkoxyphenyl und b Wasserstoff oder Cj-C,-niedrig-

Alkylf

R₁ Wasserstoff, ein Alkalimetallkation oder eine leicht entfernbare esterbildende Gruppe,

R₂ C^C^-niedrig-Alkyl, Allyl, Propargyl, C^-Cg-Cycloalkyl oder Benzyl bedeutetn und worin

Y ein 3-Kohlenstofffragment der Formel

oder ein substituiertes 3-Kohlenstofffragment der Formel

CH₂

bedeutet, worin R₃ Wasserstoff, Cg-C^-Alkanoyloxy, oxy, C₁-C^-Alkylthio, Pyridin, .

Il «

Rj

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N-

N N

-B.fr

bedeutet, worin R^, R₅ und Rg Wasserstoff, Cj-C^-niedrig-Alkyl, Phenyl, Cj-C^-niedrig Alkylphenyl, C₁-C^-niedrig-Alkoxyphenyl, Halogenphenyl oder Hydroxyphenyl, bedeuten, Oder worin R-, eine Carbamoyloxygruppe der Formel

0 R₇ -O-C-N

^R8

bedeutet, worin Ry und R_Q gleich oder verschieden sind und Wasserstoff oder Cj-C^-niedrig-Alkyl bedeuten, wobei, wenn R^₅ eine Cp-Alkanoyloxy- oder eine Carbamoyloxygruppe bedeutet, worin Rr₇ und R_Q beide Wasserstoff bedeuten, oder wenn Y ein 3-Kohlenstofffragment

bedeutet, dann bedeutet R2 Cg-C^-Alkyl, Allyl, Propargyl, C-z-Cg-Cycloalkyl oder Benzyl;

und wenn R„ \ind R zusammen die Gruppe R-iq-C _x bilden

worin R^₀ Phenyl, Cj-C^-niedrig-Alkylphenyl, Halogenphenyl, Hydroxyphenyl oder C^-C^-niedrig-Alkoxyphenyl bedeutet, dann bedeutet Y ein 3-Kohlenstofffragment der Formel

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oder ein substituiertes 3-Kohlenstofffragment der Formel

^CH2

- CH₂ -

worin R₁₁ Wasserstoff, C₂-C^-Alkanoyloxy, C₁-C^-AIkOXy, Alkylthio oder eine Carbamoyloxygruppe der Formel

0 R₇ •ι ^ ⁷

- 0 - C - N

^R8

bedeutet, worin R~ und Rq die oben gegebenen Definitionen besitzen.

Das Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel I ist dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) in einem inerten, wasserfreien Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen -90 und -15°C einen ß-Lactamester der Formel

R - C-N

worin Rq Acetoxymethyl oder eine leicht entfernbare esterbildende Gruppe bedeutet, mit zwischen 2 und 6 Äquiv./1 Äquiv. ß-Lactamester eines Alkalimetallsalzes der Formel

worin R₂ die oben gegebenen Definitionen besitzt, in Anwesenheit eines Überschusses an dem entsprechenden Alkohol der For-

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HOR₂ umsetzt,

(b) man zwischen 1 und 5 Äquiv. eines Halogenierungsmittels zufügt,

(c) die Mischung ansäuert, und

(d) den substituierten ß-Lactamester aus der Reaktionsmischung gewinnt,

(e) und wenn R, Pyridin bzw. den Pyridinrest bedeuten soll, man eine Verbindung entsprechend' den Stufen a) bis d) herstellt, worin R, Acetoxy bedeutet, und man dann die Acetoxyverbindung der Formel I mit Pyridin in einem inerten Lösungsmittel erwärmt, um die Acetoxymethyl- oder eine andere leicht entfernbare esterbildende Gruppe abzuspalten.

Zahlreiche Penicillin- und Cephalosporin-Antibiotika wurden durch semisynthetische Maßnahmen hergestellt. Beispielsweise hat man den Kern von Penicillin, 6-Aminopenicillansäure (6-APA), mit einer Vielzahl von Acylierungsmitteln acyliert, v/obei man aktive Penicillin-Antibiotika erhielt. Auf ähnliche Weise wurde von dem Cephalosporinkern, der 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA), eine Vielzahl von Derivaten gebildet, wobei man eine Vielzahl von biologisch aktiven 7-Acylamidocephalosporansäuren erhielt. Die semisynthetischen Kernverbindungen von Cephalosporin-Antibiotika,7-Aminodeacetoxycephalosporansäure (7-ADCA), wurden mit einer Vielzahl von Acylresten acyliert, wobei man aktive 7-Acylamidodeacetoxycephalosporansäuren erhielt. Kürzlich wurde die Cephalosporin-Kernverbindung, die einen 3-Acetoxymethyl-Substituenten enthält, in andere Derivate überführt, indem man die Acetoxygruppe durch eine Vielzahl von Substituenten ersetzte.

Cephalosporine und Penicilline, die an einem Kohlenstoff im ß-Lactam-Ring einen Substituenten enthalten, wurden jedoch bisher in der Literatur wenig beschrieben.

7-Methoxycephalosporin C und 7-(5-Amino-5-carboxyvaleramido)-7-methoxy-3-carbamoyloxymethyl-3-cephem-4-carbonsäure können

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durch Fermentation von Streptomyces lipmanii und Streptomyces elavuligerus erhalten werden, wie es in J.Am.Chem.Soc. g;?, 2308 (1971) beschrieben wurde. 6-Methylpenicillin vmrde von Strominger, Amer.J.Med., ^9, 708 (1965) beschrieben.

In der vorliegenden Anmeldung bedeutet der Ausdruck "Cephalosporin" Verbindungen, die eine 3-Cephem-Ringstruktu? besitzen, und umfaßt 3-Methyl-3-cephem-Verbindungen, die Deacetoxycephalosporansäuren und die 3-Acetoxymethyl-3-cephem-Verbindungen, die Cephalosporansäuren. Der Ausdruck "Cephalosporansäure" bezieht sich auf 3-Acetoxymethyl-3-cephem-Antibiotika.

Die Verbindungen der obigen allgemeinen Formel I werden hergestellt, indem man eine Penicillansäure oder eine Cephalosporinsäure, ein Alkalimetallsalz oder einen Ester davon und vorzugsweise einen Ester, der leicht entfernt werden kann und die freie Carbonsäure ergibt wie den Benzylester, Benzhydrylester oder den Trichloräthylester in einem inerten Lösungsmittel bei Temperaturen unter O⁰C und vorzugsweise zwischen ungefähr -90 und -15⁰C mit einem Alkalimetallalkoholat, Cycioalkoholat oder Benzylalkoholat bzw. Benzyloxyd in Anwesenheit eines Überschusses des Alkohols, der dem Alkoholat entspricht,'umsetzt. Zu der kalten Reaktionsmischung fügt man dann eine positive Halogenverbindung wie beispielsweise tert.-Butylhypochlorit oder N-Chloracetamid und die Reaktionsmischung wird in der Kälte während weiterer 5 bis 20 Minuten gerührt. Danach wird die Umsetzung durch die Zugabe von Eisessig oder Ameisensäure abgestoppt bzw. abgeschreckt. Die alkoxylierten Penicilline und Cephalosporine können aus der Reaktionsmischung durch bekannte Isolierungsverfahren isoliert werden, wobei man den 6- oder 7-substituierten Penicillin- oder Cephalosporinester erhält. Die Entfernung der Estergruppe liefert eine erfindungsgemäße Verbindung der obigen Formel, worin R^ Wasserstoff bedeutet.

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Die Verbindungen der Formel I zeigen die üblichen Infrarot-Absorptionsspektren, die auch die unsubstituierten Penicillansäuren und Cephalosporansäuren aufweisen. Die Verbindungen zeigen ebenfalls die charakteristischen Ultraviolettspektren der Penicillansäuren und Cephalosporansäuren.

Die erfindungsgemäßen 6-substituierten Penicilline und 7-substituierten Cephalosporine zeigen sowohl gram-positive als auch gram-negative mikrobiologische Aktivität.

Der Ausdruck "substituiertes Phenyl " bezieht sich auf, ein Phenyl, das durch eine oder mehrere Sübstituentengruppen wie Chlor, Brom, Fluor, Cj-C^-niedrig-Alkyl, beispielsweise Methyl, Äthyl und Isopropyl, Hydroxy, Nitro, Amino, Aminomethyl, C₁-C^-niedrig-Alkoxy, beispielsweise Methoxy, Äthoxy und Isopropoxy und Carboxy substituiert sein kann. Solche substituierten Phenylgruppen, die durch R dargestellt werden, können beispielsweise sein4-Hydroxyphenyl, 3,4-Dichlorphenyl, 2,6-Dimethoxyphenyl, 4-Methylphenyl, 4-Carboxyphenyl, 3- oder 4-Nitrophenyl, p-Aminophenyl, m-Aminophenyl, 4-Aminomethylphenyl und 4-Äthoxyphenyl.

Der Ausdruck "C^-Cg-Cycloalkyl" kann beispielsweise Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclop .entyl und Cyclohexyl bedeuten.

Der Ausdruck "Cj-C^-Alkylthio" bedeutet beispielsweise Methylthio, Äthylthio, n-Propylthio, Isopropylthio, n-Butyp.thio und ähnliche Gruppen.

Der Ausdruck "Cj-Cg-Alkyl", wie er hierin verwendet wird, bedeutet Methyl, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, η-Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, n-Amyl, Isoamyl, n-Hexyl und ähnliche aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen. "Niedrig-Alkyl" bedeutet geradkettige und verzweigte C₁-C^-Kohlenwasserstoffgruppen wie Methyl, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, η-Butyl, sek.-Butyl und tert.-Butyl. Ähnlich bedeutet der Ausdruck "C.-C^-niedrig-

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Alkyl" aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen, die 1 bis 3 Kohlenstoff atome enthalten. Der Ausdruck "Halogenphenyl" "bedeutet Mono- und Dichlorphenyl, Mono- und Dibromphenyl oder Mono- und Difluorphenyl. Der Ausdruck "niedrig-Alkylphenyl" bedeutet mono- und dialkylsubstituierte Phenylgruppen wie Methylphenyl, Äthylphenyl, n-Propylphenyl, Isopropylphenyl, Dimethylphenyl, Methyläthylphenyl u.a. Der Ausdruck "Hydroxyphenyl" bedeutet mono- oder dihydroxysubstituierte Phenylgruppen wie p-Hydroxyphenyl, m-Hydroxyphenyl, 3>4-Dihydroxyphenyl u.a. "Niedrig-Alkoxyphenyl" bedeutet mono- und disubstituierte Alkylphenyläther wie Methoxyphenyl, Äthoxyphenyl, n-Propoxyphenyl,. 2,6-Dimethoxyphenyl u.a.

Der Ausdruck "geschütztes Amino", wie er hierin verwendet wird, bedeutet die Aminogruppe, die durch eine der üblicherweise verwendeten Schutzgruppen, beispielsweise tert.-Butyloxycarbonyl-, 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl-, Benzyloxycarbonyl- und ähnliche Schutzgruppen geschützt ist "Geschütztes Hydroxy" bedeutet eine Hydroxylgruppe, die durch irgendeine der üblicherweise verwendeten Hydroxylschutzgruppen wie Benzyl, Benzhydryl, tert.-Butyloxycarbonyl (t-BOC), Benzyloxycarbonyl, 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl und Äthylvinyläther geschützt ist. Es ist bevorzugt, eine Hydroxylschutzgruppe wie eine der oben erwähnten zu verwenden, die im wesentlichen unter den basischen Bedingungen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der anionischen Penicillin- und Cephalosporinformen verwendet werden. Irgendeine Schutzgruppe, die unter den Temperaturbedingungen und bei dem pH des Verfahrens stabil ist, kann verwendet werden, und die besondere Schutzgruppe, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, ist nicht kritisch.

Der Ausdruck "eine leicht entfernbare esterbildende Gruppe" bezieht sich auf die üblicherweise verwendeten Carbonsäureschutzgruppen, die verwendet werden, um die Cλ-Carbonsäuregruppe der Cephalosporine und die C,-Carbonsäuregruppe der

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Penicilline zu schützen. Beispiele solcher Gruppen sind tert.-Butyl, Benzyl, Benzhydryl, p-Nitrobenzyl, 4-Methoxybenzyl, 2,2,2-Trichloräthyl, Phenacyl, 3,5-Dimethoxybenzyl oder Tetrahydropyranyl und ähnliche abspaltbare Estergruppen.

Beispiele von 7-Acylgruppen, die durch den Formelteil

Il

R-C-

der Formel I dargestellt werden, sind Formyl, Acetyl, Propionyl, Benzoyl, 2,6-Dimethoxybenzoyl, 4-Hydroxybenzoyl, 3-Brombenzoyl, 4-Nitrobenzoyl, 4-Aminobenzoyl, 3-Aminobenzoyl, Phenylacetyl, 4-Hydroxyphenylacetyl, 4-Methoxyphenylacetyl, 4-Methylphenylacetyl, Phenoxyacetyl, 4-Hydroxyphenylacetyl, 3,4-Dichlorphenoxyacetyl, 3-Methylphenoxyacetyl, Phenylthioacetyl, 4-Chlorphenylthioacetyl, 4-Methylphenylthioacetyl, 3-Bromphenylthioacetyl, Mandeloyl, 4-Hydroxymandeloyl, Phenylglycyl, 4-Methylphenylglycyl, 4-Hydroxyphenylglycyl _t 3-Methoxyphenylglycyl, 2-Thienylacetyl, 3-Thienylacetyl, 2-Furylacetyl, 5-Methyl-1-tetrazylacetyl u.a.

Beispiele von Gruppen, die durch R, dargestellt werden, sind Methoxy, Äthoxy, Methylthio, n-Propylthio, Acetoxy, Propionoxy, Pyridinium, 1-Methyl-1H-tetrazol-5-ylthio, 1-Phenyl-1H-tetrazol-5-ylthio, i-p-Chlorphenyl-IH-tetrazol-5-ylthio, 5-Methyl-1,3,4-thiadiazol-2-ylthio, 5-Phenyl-1,3,4-"fchiadiazol-2-ylthio, 5-Methyl-1,3,4-oxadiazol-2-ylthio, 5-Phenyl-1,3,4-oxadia^:ol-2-ylthio, Carbamoyloxy, N-Methylcarbamoyloxy, Ν,Ν-Dimethylcarbamoyloxy, Ν,Ν-Diäthylcarbamoyloxy, N-Butylcarbamoyloxy und N-Methyl-N-äthylcarbamoyloxy.

Die folgenden Verbindungen sind Beispiele für erfindungsgemäße 7-substituierte 7-Acylamidocephalosporinverbindungen.

7-Acetamido-7-methoxy-3-methyl-3-cephem-4-carbonsäure 7-Methoxy-3-methyl-7-(2-phenylacetamido)-3-cephem-4-carbonsäure,

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7-Äthoxy-7- (2-phenoxyacetamido) -cephalosporansäure, 7-Formamido-7-methoxy-3-methyl-3-cephem-4-carbonsäure, 7-Allyloxy-3-methyl-7-(2-phenylacetamido-3-cephem-4-carbonsäure, 7-Isop'ropoxy-7- [2- (2-thienyl) -acetamido ]-cephalosporansäure, 7-Methoxy-3-methyl-7- [2- (2-thienyl) -acetamido ]-3-cephem-4-

carbonsäure,

7-n-Butoxy-7- (2-phenylacetamido) -cephalosporansäure ,.-

7-Methoxy-3-methyl-7- (2-phenylthioacetamido ) ^-cephem^-carbon-

säure,

7- [2- (m-Hydroxyphenyl) -acetamido ]-7-isopropoxy-3-methyl-3-ceph-

em-4-carbonsäure,

7- (5-Amino-5-carboxyvaleramido) -7-äthoxycephalosporansäure, 7- (5-Amino-5-carboxyvaleramido) -7-benzyloxycephalosporansäure, 7-Äthoxy-3-methyl-7-[2-(3-thienyl)-acetamido]-3-cephem-4-

carbonsäure,

7- [2- (2-Furyl) -acetamido ]-7-isopropoxycephalosporansäure, 7-n-Butoxy-7-[2-(4-chlorphenyl)-acetamido ]-3-methyl-3-cephem-

4-carbonsäure,

7-Methoxy-3-methoxymethyl-7- (2-phenylacetamido ) -3-cephem-4-

carbonsäure,

7-Methoxy-3-methylthiomethyl-7- (2-phenoxyacetamido) -3-cephem-

4-carbonsäure,

3-Carbamoyloxymethyl-7-n-propoxy-7- [2- (2-thienyl) -acetamido ]-

3-cephem-4-carbonsäure,

7-n-Butoxy-7-n-butyramido-3-methoxymethyl-3-cephem-4-carbon-

säure,

7-Benzamido-7-methoxy-3-(N-methylcarbamoyloxymethyl)-3-cephem-

4-carbonsäure,

7- (2-Amino-2-phenylacetamido) -7-methoxy-3-methyl-3-cephem-4-

carbonsäure,

7- (2-tert. -Butoxycarbonylamino-2-phenylacetamido ) -7-äthoxy-3-

methyl-3-cephem-4-carbonsäure,

7-Mandelamido-7-methoxy-3-methyl-3-cephem-4-carbonsäure

7-(2-Benzhydryloxy-2-phenylacetamido-7-methoxy-3-methyl-3-ceph-

em-4-carbonsäure,

7- [2-Amino-2- (p-hydroxyphenyl) -acetamido ]-7-methoxy-3-methyl-

3-cephem-4-carbonsäure,

7-Cyclopropoxy-3-methyl-7-(2-phenylacetamido )-3-cephem-4-

carbonsäure,

7-Cyclopropoxy-3-methyl-7-( 2-phenoxyacetamido )-3-cephem-4-

carbonsäure,

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7-(2-Amino-2-phenylacetamido)^-cyclopentoxy-S-äthoxymethyl^-

cephem-4-carbonsäure,

7-(2-Phenylacetamido)-7-propargyloxycephalosporansäure, 7-IsopΓopoxy-3-propJLonyloxymethyl-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-

3-cephem-4-carbonsäure,

7-[2-Amino-2-(3-thienyl)-acetamido]-7-methoxy-3-methyl-3-ceph-

em-4-carDonsäure,

7- [2- (2,6-Dimethoxyphenyl) -acetamido ]-7-methoxy-3-methyl-3-

cephem-4-carbonsäure,

7-[2-(p-Bromphenyl)-acetamido]-3-carbamoyloxymethyl-7-isoprop-

oxy~3-cephem-4-carbonsäure,

7-[2- (3,4-Dimethoxyphenyl)-acetamido ]-3-isopropoxymethyl-7-äth-

oxy-3-cephem-4-carbonsäure,

7- (5-Amino-5-carboxyvaleramido) ^-methoxy^-methyl^-cephem-

4-carbonsäure,

7-Methoxy-3-(5-methyl-1,3,4-oxadiazol-2-ylthiomethyl)-7-[2-(2-

thienyl)-acetamido]-3-cephem-4-carbon-

säure,

7-Cyclopropoxy-3- (1 -methyl-IH-tetrazol-5-ylthiomethyl) -7- (2-

phenoxyacetamido ) ^-cephem^-carbon-

säure,

7-Äthoxy-3-(5-methyl-1,3,4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)-7-(2-hydroxy-2-phenylacetamido)-3-cephem-4-carbonsäure,

7-Allyloxy-3-(1,3,4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)-7-(2-phenylacetamido)-3-cephem-4-carbonsäure,

7-Methoxy-7-[2-(1-tetrazyl)-acetamido]-3-methoxymethyl-3-cephem-

4-carbonsäure,

7-Methoxy-7- Γ 2- (1 -tetrazyl) -acetamido ] -3-methylthiomethyl-3-

cephem-4-carbonsäure,

7-Methoxy-3-(5-phenyl-1,3,4-thiadiazol-2-ylth.iomethyl)-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-cephem-4-carbonsäure,

7-Methoxy-3-[1-(4-chlorphenyl)-1 H-tetrazol-5-ylthiomethyl]-7-[2-amino-2-(4-hydroxyphenyläcetamidoJ-3-cephem-4-

carbonsäure i

und ähnliche.

7-Methoxy-7-mandelamido-3- (Ν,Ν-dimethylcarbamoyloxymethyl) -

3-cephem-4-carbonsäure,

7-Methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-(N-methylcarbamoyloxymethyl)-3-cephem-4-carbonsäure, u*ä.

Die folgenden 6-substituierten 6-Acylamidopenicillansäuren sind Beispiele für erfindungsgemäße Verbindungen.

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β-(2,6-Dimethoxybenzamido)-6-äthoxypenicillansäure, 6-(2-Phenylacetamido)-6-propoxypenicillansäure, ö-Allyloxy-o-butyramidopenicillansäure, 6-(2-Phenylacetamido)-6-propargyloxypenicillansäure, o-Cyclopropoxy-ö-(2-phenylacetamido)-penicillansäure, ö-Cyclohexyloxy-o-(2-phenoxyacetamido)-penicillansäure,

6-[2-(3,4-Dichlorphenyl)-acetamido]-6-isopropoxypenicillansäure, 6-Äthoxy-ö-[2-(p-äthoxyphenyl)-acetamido]-penicillansäure, 6-^-Methyl^-phenylacetamido)-β-n-propoxypenicillansäure,

6-Benzyloxy-6-[2-(2-thienyl)-acetamidoj-penicillansäure, 6- (2-Amino-2-phenylacetamido ) -β-methoxypenicillansäüre',

ö-Cyclopropoxy-ö-(2-phenylthioacetamido)-peniöillansäure, 6-[2-(p-Bromphenoxy)-acetamido j-ö-n-butoxypenicillansäure,

Bevorzugte Verbindungen sind jene, die durch die Formel I dargestellt werden, worin Rp Methyl bedeutet. Eine besonders bevorzugte Gruppe von erfindungsgemäßen Verbindungen sind jene Verbindungen, die durch die Formel I dargestellt werden, worin Rp Methyl, Y ein substituiertes 3-Kohlenstofffragment

- ^CH2 - ^R3

bedeuten, worin

-S

bedeutet und R^ eine andere Bedeutung besitzt als Wasserstoff. Diese besonders bevorzugten Verbindungen werden durch die Formel

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R-C-N

N ν

K-J

COOR.

dargestellt, worin R^ eine andere Bedeutung als Wasserstoff besitzt. Beispiele dafür sind 7-Methoxy-7-[2-(1-tetrazyl)-acetamido]-3-(1-methyl-1 H-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure,

y-Methoxy-y-niandelamido-S-(1-methyl-1H-tetrazol-5-ylthiomethyl) · 3-cephem-4-carbonsäure und

7-Methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-(1-methyl-1H-tetrazol-5-ylthiomethyl) -3-cephem-4-carbonsäure und die Acetoxymethylester und Alkalimetallsalze davon.

Wie auch die nicht-alkoxylierten Penicillansäuren und Cephalosporansäuren bilden die Verbindungen leicht Salze wie die Lithium-, Natrium- und Kaliumsalze durch Umsetzung der freien antibiotischen Säure in einem geeigneten Lösungsmittel· mit einem Aljkalimetallcarbonat oder -bicarbonat.

Die Verbindungen, die durch die Formel I dargestellt werden, worin R₁ Acetoxymethyl bedeutet, sind Esterderivate der freien Penicillan- und Cephalosporinsäuren, die die antibiotische Aktivität der freien Säureform der Antibiotika besitzen und die relativ stabile Ester sind. Im Gegensatz dazu sind Verbindungen, die leicht entfernbare Estergruppen enthalten und die durch die Formel dargestellt werden, wenn R^ eine leicht entfernbare esterbildende Gruppe bedeutet, beispielsweise die p-Nitrobenzyl- oder 2,2,2-Trichloräthylester, selbst im wesentlichen inaktive Antibiotika. Solche Ester sind jedoch für die Herstellung der freien antibiotisch wirksamen Säuren bei

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dem erfindungsgemäßen Verfahren wertvolle Zwischenprodukte.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel I, wobei ein 6-Acylamidopenicillansäureester oder ein 7-Acylamidocephalosporinester der Formel II

O η

R - C

O OR,

II

worin R und Y die in der Formel I gegebenen Definitionen besitzen, mit der Ausnahme, daß, wenn Y ein substituiertes 3-Kohlenstofffragment der Formel

bedeutet, R, Wasserstoff, C₂-C_Zj-Alkanoyloxy, C^-C^-Alkoxy,

-S

Rj

Il

-S"

-χ

-S

Ί I

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oder eine Carbamoyloxygruppe der Formel

Il

- 0 - C - N

^R8

bedeutet, worin R^, R₁-₁ Rg > ru und Rq die in Formel I gegebenen Definitionen besitzen, und Rq Acetoxymethyl oder eine leicht entfernbare .esterbildende Gruppe bedeutet, in einem inerten, wasserstofffreien Lösungsmittel mit einem Alkalimetallsalz eines C..-C.-Alkylcarbinols, von Allylalkohol, von Propargylalkohol, einem C,-Cg-Cycloalkylcarbinol oder einem Benzylalkohol der allgemeinen Formel

M ⁺ OR₂

worin R₂ C₁-C^-niedrig-Alkyl, CU-Cg-Cycloalkyl, Allyl, Propargyl oder Benzyl und M⁺ ein Alkalimetallkation bedeuten, in Anwesenheit einer überschüssigen Menge des entsprechenden Alkohols, HOR₂, bei einer Temperatur zwischen ungefähr -95 und -15°C umsetzt, wobei man die anionische Form der Ver-' bindung der Formel II erhält. Zu der Reaktionslösung der anionischen Form fügt man ein Halogenierungsmittei, das unter den Reaktionsbedingungen fähig ist, positives Halogen zu liefern. Die Reaktionsmischung wird bei der Reaktionstemperatur während ungefähr 5 bis 15 Minuten gerührt und danach mit einer Carbonsäure wie Ameisensäure oder Eisessig abgeschreckt; dabei erhält man ein Reaktionsproduktgemisch, das den 6-substituierten Penicillansäureester und den 7-substituierten Cephalosporinester enthält. Die Reaktionsmischung wird, im Vakuum zur Trockene eingedampft und der Rückstand wird in einem geeigneten organischen Lösungsmittel gelöst. Die Lösung wird dann mit einer schwachen Base wie mit Natriumbicarbonat gewaschen und dann getrocknet und die getrocknete Lösung wird eingedampft, wobei man rohe Reaktionsproduktmischung, die das gewünschte Produkt enthält, erhält. Das Produkt wird durch Umkristallisation oder vorzugsweise durch Chromatographie über Siliciumdioxyd gereinigt.

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Alkalimetallsalze der Alkohole, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, umfassen beispielsweise Lithiummethylat, Kaliummethylat, Natriummethylat, Lithiumäthylat, Lithiumallylalkoholat, Lithiumcyclopropylat, Lithiumpropargylat, die Lithium-, Natrium- und Kaliumsalze von Benzylalkohol u.a.

Im allgemeinen werden die Alkalimetallsälze der Alkohole in situ in Anwesenheit einer überschüssigen Menge an dem entsprechenden Alkohol in dem inerten, trockenen Lösungsmittel hergestellt und die als Ausgangsmaterialien verwendeten' Penicillansäureester oder Cephalosporinester werden zugefügt, um das Anion zu bilden. Die Menge an Alkalimetallsalzen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann, liegt zwischen ungefähr 2 und 6 Äquiv./1 Äquiv. verwendetem Penicillin oder Cephalosporin. Die bevorzugte Menge beträgt ungefähr 3,5 Äquiv. Alkalimetallsalz, bezogen auf 1 Äquiv. des Antibiotikums.

Inerte Lösungsmittel, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, umfassen Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, den Dimethyläther von Äthylenglykol und Polyäther wie Diäthylenglykol-dimethyläther. Das besondere Lösungsmittel, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, ist nicht wichtig, und man kann irgendein geeignetes inertes Lösungsmittel verwenden. Es ist jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Bedingung, daß das verwendete Lösungsmittel wasserfrei ist, da geringe Wassermengen die Ausbeute an dem gewünschten Produkt stark vermindern.

Wie bereits erwähnt, wird die Umsetzung eines Alkalimetallsalzes eines Alkohols, M⁺ ÖRp» mit dem antibiotisehen Ester in Anwesenheit eines Überschusses an dem entsprechenden Alkohol durchgeführt. Eine überschüssige Menge bedeutet eine Menge, die größer ist als 1 Äquiv. des verwendeten Antibiotikums

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und im allgemeinen kann man einen Überschuß zwischen 10 und 30 Äquiv. verwenden, da ein solcher Überschuß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht kritisch ist.

Die Halogenierungsmittel, die man bei dem exfindungsgemäßen ■ Verfahren verwenden kann, sind solche, die allgemein als Quellen für positives Halogen bekannt sind. Der Ausdruck "Quelle für positives Halogen" bedeutet' irgendeine Halogenverbindung, die fähig ist, ein positives Halogenatom, beispielsweise Cl , Br und j , zu ergeben. Eine große Vielzahl von solchen Verbindungen ist bekannt und wird als Quelle für positive Halogene verwendet. Beispielsweise kann man Chlor, Brom, N-HaIogenamide und N-Halogenimide wie N-Chlorsuccinimid, N-Bromsuccinimid, N-Chloracetamid, die N-Halogensulfonamide. wie N-Chlorbenzolsulfonamid und N-Chlor-p-toluolsulfonamid, die 1-Halogenbenzotriazole wie 1-Brombenzotriazol, ebenfalls die Halogentriazine, die organischen Hypochlorite vi$ tert,-Butylhypochlorit und tert.-Butylhypojodid, die Halogenhydantoine wie N,N-Dibromhydantoin als positive Quellen für Halogen verwenden. Ein bevorzugtes Halogenierungsmittel, das als Quelle für positives Chlor bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann, ist tert.-Butylhypochlorit.

Das Halogenierungsmittel wird wünschenswerterweise in einer Menge verwendet, die ausreicht, um 1 Äquiv. positives Halogen pro Äquiv. des Antibiotikums, das bei der Umsetzung verwendet wird, zu ergeben.

Das gesamte Verfahren wird während einer relativ kurzen Zeitdauer durchgeführt. Beispielsweise wird bei der Zugabe des Cephalosporansäureesters oder des Penicillansäureesters zu einer Lösung des Alkalimetallsalzes des Alkohols in einem inerten Lösungsmittel das Anion schnell gebildet und fast unmittelbar danach kann man das Halogenierungsmittel zu der Reaktionsmischung zufügen. Die Reaktionsmischung wird in der Kälte zwischen ungefähr 5 und 20 Minuten aufbewahrt und danach

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durch Ansäuern abgeschreckt.

Geeignete Säuren, die zum Ansäuern verwendet werden können, sind solche, die, wenn man sie zu der kalten Reaktionsmischung zufügt, nicht einen Gefrieren der Reaktionsmischung zu einer festen oder stark viskosen Mischung verursachen» Geeignete Säuren sind Alkylcarbonsäuren mit niedrigem Molekulargewicht wie Ameisensäure, Essigsäure oder Propionsäure, die chlorierten Alkylcarbonsäuren wie Trichloressigsäure, und die niedrigen Alkylsulfonsäuren wie Methansulfonsäure. Wäßrige Mineralsäuren sind weniger geeignet, bedingt durch den hohen Wassergehalt, da. das Wasser in der kalten Reaktionsmischung schnell gefriert. Eisessig und 98&Lge Ameisensäure sind bei dem erfindungsgemäßen'Verfahren die bevorzugten Säuren.

Die Umsetzung wird üblicherweise durchgeführt, indem man zuerst eine Lösung aus dem Alkalimetallsalz des gewünschten Alkohols in einem Überschuß des entsprechenden Alkohols in einem inerten wasserfreien Lösungsmittel wie Tetrahydrofuran herstellt und dann die Mischung auf Reaktionstemperatur abkühlt. Danach wird eine Lösung der gewünschten Penicillinoder Cephalosporinverbindung in wasserfreiem Tetrahydrofuran schnell durch tropfenweise Zugabe in das Reaktionsgefäß gegeben. Die Reaktionsmischung wird während einer kurzen Zeit gerührt, im allgemeinen sind nur etwa 3 Minuten erforderlich, um die anionische Form zu bilden. Danach wird das HaIogenierungsmittel schnell zu der Lösung des Anions des Antibiotikums zugefügt. Die Reaktionsmischung wird dann weitere 5 bis 10 Minuten bei der Reaktionstemperatur gerührt und danach durch Zugabe einer überschüssigen Menge an Ameisensäure oder Essigsäure abgeschreckt. Die Reaktion kann jedoch auch während längerer Zeiten durchgeführt werden, vorausgesetzt, daß die Temperatur bei der Reaktionstemperatur gehalten wird.

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Nach der Behandlung der Reaktionsmischung mit Ameisensäure oder Eisessig wird die Reaktionsmischung zur Trockene eingedampft und der Rückstand wird in einem geeigneten Lösungsmittel wie einem halogenierten Kohlenwasserstoff, beispielsweise Dichlormethan, Chloroform oder Kohlenstofftetrachlorid, oder einem Ester hei Äthylacetat oder Amylacetat oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel gelöst. Diese Lösung wird in einer gesättigten Lösung aus Natriumthiosulfat gewaschen, um überschüssiges Halogen zu entfernen, und dann wird sie mit einer gesättigten Lösung 'aus Natriumbicarbonat gewaschen, um restliche Säure, die noch vorhanden sein kann, zu entfernen. Die gewaschene Lösung wird dann getrocknet und danach zur Trockene im Vakuum eingedampft, wobei man eine Reaktionsproduktmischung erhält, die gelegentlich auch nichtumgesetztes Ausgangsmaterial enthält. Das substituierte Antibiotikum und das Ausgangsmaterial können zweckdienlich voneinander durch Chromatographie getrennt werden. Geeignete Chromatograph!ematerialien, die zur Trennung des alkoxylierten Antibiotikums von dem Ausgangsmaterial verwendet werden können, sind Silikagel und Aluminiumoxyd. Wenn die Umsetzung in kleinem Maßstab durchgeführt wird, kann das Reaktionsprodukt durch präparative Dünnschichtchromatographie abgetrennt werden.

Das zuvor b«sehriebene Verfahren kann durch das folgende Reaktionsschema dargestellt werden,

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- C ■ - N π Τ \

ν/*

⁺O

M⁺OR₂ R₂OH

worin R, R₂, Rg und Y die zuvor gegebenen Bedeutungen besitzen und M= Li, Na, K und THF = Tetrahydrofuran bedeuten.

Die bevorzugten Bedingungen und Reagentien für das oben beschriebene Verfahren sind die folgenden.

Es ist bevorzugt, einen Ester einer 6-Acylamidopenicillansäure oder eines 7-Acylamidocephalosporins als Ausgangsmaterial bei der vorliegenden Erfindung zu verwenden. Ein besonders nützlicher Ester ist der 2,2,2-Trichloräthylester.

Obgleich die freie Carbonsäure dss als Ausgangsmaterial verwendetai Penicillins oder Cephalosporins eingesetzt werden kann, sind die Ausbeuten an Reaktionsprodukt höher,wenn ein Ester verwendet wird.

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Tetrahydrofuran ist das bevorzugte Lösungsmittel, tert.-Butylhypochlorit ist das bevorzugte Halogenierungsraittel und die Umsetzung wird vorzugsweise bei ungefähr -80⁰C durchgeführt. Wenn die Umsetzung auf bevorzugte Weise und mit den bevorzugten Reagentien durchgeführt wird, kann man ,oft Ausbeuten an den substituierten Antibiotika in der Größenordnung zwischen ungefähr 40 und 95% erhalten*

Die erfindungsgemäßen alkoxylierten ß-Lactamverbindungen besitzen spektrale Eigenschaften, die analog denen der nichtalkoxylierten Penicilline und Cephalosporine sind. Beispielsweise wird die Anwesenheit des Carbonyls in dem ß-Lactamring in den Produkten durch die Anwesenheit eines Absorptionsmaximums in Infrarot bei ungefähr 1790 cm angezeigt. Die erfindungsgemäßen Verbindungen besitzen ebenfalls die charakteristischen UV-Absorptionsspektren der unsubstituierten Penicilline und Cephalosporine. Die NMR-Spektrer der erfindungsgemäßen Verbindungen zeigen, wie erwartet, die Abwesenheit von Peaks, die den Wasserstoffatomen zugeordnet sind, die an benachbarte Kohlenstoffatome des ß-Lactamrings gebunden sind, beispielsweise in den Penicillinen, die Wasserstoffe, die an Cc und Cg gebunden sind und in den Cephalosporinen die benachbarten Wasserstoffatome, die an Cg und Cj gebunden sind. Stattdessen zeigen die Spektren der erfindungsgemäßen Verbindungen nur ein Singlett für das restliche Proton, das an das Kohlenstoffatom der Ringverbindungsstelle gebunden ist,und von dem C,--Proton des Penicillins und von dem Cg-Proton des Cephalosporins stammt. ₄

Wenn in der Formel I R 4-Amino-4-carboxybutyl bedeutet, ist es bevorzugt, die freie Aminogruppe der Nebenkette (Aminoadipoyl) während der Substitutionsreaktion bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu schützen. Üblicherweise verwendete Aminoschutzgruppen können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, beispielsweise tert.-Butyloxycarbonyl, Benzyloxycarbonyl, 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl und ähnliche

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Aminoschutzgruppen können verwendet werden. Ähnlich, wenn R in der Formel I 2-Hydroxy-2-phenylacetamido, die Mandelsäure-Seitenkette, bedeutet, wird die Hydroxygruppe während der Substitutionsreaktion bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geschützt. Die Hydroxygruppe kann zweckdienlicherweise durch solche Gruppen wie Benzyl, Benzhydryl, Tetrahydropyranyl, Äthylvinyläther und ähnliche Hydroxylschutzgruppen geschütz⁴· sein. ■· :

Wie zuvor erwähnt, verwendet man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Ausgangsmaterial vorzugsweise einen Ester des gewünschten Penicillins oder Cephalosporins. Obgleich jede geeignete Estergruppe verwendet werden kann, ist es wünschenswert, eine Estergruppe zu wählen, die leicht nach dem Reaktionsverfahren entfernt werden kann, damit man die Reaktionsprodukte in freier Säureform leicht zugänglich erhält. Daher wählt man als besonderen Ester zweckdienlich einen, der zuvor als Carbonsäureschutzgruppe auf dem Gebiet der Penicilline und Cephalosporine verwendet wurde. Solche Esterreste, die leicht abspaltbar sind, umfassen p-Nitrobenzyl, Benzyl, Ecnzhydryl, p-Methoxybenzyl, 2,2,2-Trichloräthyl, die Ester, die mit Phenacylhalogeniden wie Phenacylbromid. gebildet werden, tert.-Butylester und ähnliche Ester.

Solche Estergruppen werden durch bekannte Verfahren entfernt. Beispielsweise wird der 2,2,2-Trichloräthylester mit Zink und Essigsäure oder Ameisensäure gespalten, wie es von R.B. Woodward et al, J.Am.Chem.Soc., 88, 852 (1966), beschrieben ist. Die p-Nitrobenzylgruppe wird durch Hydrogenolyse unter sauren Bedingungen entfernt. Der Diphenylmethylester (Benzhydryl) kann mit Trifluoressigsäure in Anisol bei ungefähr O bis 1O⁰C, wie in der britischen Patentschrift 1 041 985 beschrieben ist, entfernt werden. Der Benzylesterrest kann durch katalytische Hydrogenolyse mit Wasserstoff in Anwesenheit von Palladium auf Kohlenstoffkatalysatoren, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 3 197 466 beschrieben ist, entfernt werden. Der tert.-Butylester wird entsprechend

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dem Verfahren, wie es in J.Org.Chem., ^jL, 444 (1966) beschrie ben ist, entfernt. Der p-Methoxybenzylester kann entsprechend dem Verfahren, wie es von R.R.Chauvette et al, J.Org.Chem., 1259 (1971), beschrieben wurde, entfernt werden.

Die Verbindungen der Formel I, worin R^ des substituierten 3-Kohlenstofffragments Y in der Formel I ein 2-Thiotetrazol-j ein 2-Thio-1,3,4-thiadiazol-oder ein 2-Thio-1,3,4-oxadiazol-Subs-üituent bedeutet, werden gemäß einem anderen Verfahren hergestellt,, bei dem man zuerst einen^-Acylamidocephalosporansäureester (Formel II, R·* = Acetoxy) bei dem erfindungsgemäßen Verfahren umsetzt, wobei man einen 7-alkoxysubstituierten Cephalosporansaureester als Zwischenprodukt erhält. Das 7-alkoxysubstituierte Zwischenprodukt wird danach entsprechend den Bedingungen und Verfahren, wie sie in der US-Patentschrift 3 516 997 beschrieben sind, umgesetzt, wobei ein nucleophiler Ersatz des 3-Acetoxy-Substituenten durch das Thiotetrazol, Thio-1,3,4-tliiadiazol oder Thio-1,3,4-oxadiazol erfolgt. Beispielsweise wird p-Nitrobenzyl-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-cephalosporanat in trockenem Tetrahydrofuran bei -80⁰C mit Methyllithium, überschüssigem Methanol und tert.-Butylhypochlorit umgesetzt, wobei man das p-Nitrobenzyl-7-methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-cephalosporanat erhält. Das -^eaktionsprodukt wird isoliert und dann mit Wasserstoff in einem inerten Lösungsmittel in Anwesenheit von 5% Pd/C-Katalysator umgesetzt, wobei Hydrogenolyse des p-Nitrobenzylesters stattfindet und man die 7-Methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-cephalosporansäure erhält. Das letztere Produkt wird in verdünnter Natriumbicarbonatlösung in das Natriumsalz überführt, und dann wird das Natriumsalz in einer Mischung aus Aceton und Wasser, die Natriumbicarbonat enthält, mit 1-Phenyl-1H-tetrazol-5-thiol umgesetzt, wobei man das 7-Methoxy-3-(1-phenyl-1H-tetrazol-2-ylthiomethyl)-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-cephem-4-carbonsäure-natriumsalz erhält.

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Die Verbindungen, die durch die Formel I dargestellt werden, .worin FU des substituierten 3-Kohlenstofffragments Y Pyridin bedeutet, werden hergestellt, indem man eine 7-Alkoxy-(RpO)-cephalosphoransäure (R, bedeutet Acetoxy) mit Pyridin in einem inerten Lösungsmittel, beispielsweise. Aceton, umsetzt. Entsprechend können die 7-Alkoxy-, 7-Cycloalkoxy-, 7-Allyloxy-, 7-Propargyloxy- und 7-Benzyloxy-cephalosporansäuren, die man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält, in die entsprechenden Pyridinium-Antibiotika überführt werden. Beispielsweise wird 7-Methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-cephalosporansäure in Aceton mit Pyridin erwärmt, wobei man das 7-Methoxy-Derivat des gutbekannten Antibiotikums Cephaloridin erhält.

Die Ausgangsmaterialien der Formel II für das erfindungsgemäße Verfahren sind bekannte Verbindungen oder sie können gemäß bekannten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise können Cephalosporansäuren, R* = Acetoxy, durch Acylierung von 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA) mit der gewünschten Acyl-

gruppe R-C- erhalten werden. Verbindungen, worin R, eine C-x-C^-Alkanoyloxygruppe bedeutet, können durch Acylierung eines 7-Acylamidodesacetylcephalosporansäureesters mit einem C-,- oder C^-Alkancarbonsäurehalogenid in Anwesenheit eines Halogenwasserstoffakzeptors hergestellt werden. Ähnlich können die 3-Carbamoyloxymethyl-substituierten Verbindungen

0 ^R₇
R_ = -O-C-N s. aus den Desacetylcephalosporinen und den

^R8

geeigneten Carbamoylhalogeniden hergestellt werden. Die Ausgangsverbindungen, worin R, C.-C^-Alkoxy bedeutet, werden hergestellt, indem man ein 3-Brommethylcephalosporin mit dem geeigneten C,-C#-Alkylalkalimetallalkoholat, beispielsweise Natriummethylat, umsetzt. Verbindungen, worin R, C^-C^-Thioalkyl bedeutet, werden hergestellt, indem man eine Cephalosporansäure mit einem C^-C^-Alkylmercaptan in Anwesenheit einer schwachen Base umsetzt. ' '

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Die Acetoxymethylester der Verbindungen der Formel II, worin Rq Acetoxymethyl bedeutet, können hergestellt werden aus der entsprechenden Cephalosporinsäure oder Penicillansäure und einem Halogenmethylacetat wie Chlormethylacetat entsprechend dem in The Journal of Antibiotics, XXIV Nr. 11, 77.1 (1971), beschriebenen Verfahren.

Beispiele von Ausgangsmaterialien, die'bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind die Acetoxymethyl- und leicht spaltbaren Ester der folgenden Säuren: 6-Acetamidopenicillansäure, ö-Benzamidopenicillansäure·, 6-(2,6-Dimethoxybenzamidopenicillansäure, 6-Phenylacetamidopenicillansäure (Pen.G), 6-Phenoxyacetamidopenicillansäure (Pen V), 6-D-Phenylglycylamidopenicillansäure, 7-Acetamidocephalosporansäure, Cephalosporin C, 7-Acetamido-3-methyl-3-cephem-4-carbonsäure, 7-Phenoxyacetamidocephalosporansäure, 7-Mandelamidocephalosporansäure, 7-D-Phenylglycylamidocephalosporansäure (Cephaloglycin), 7-D-Phenylglycylamido-3*-methyl-3-cephem-4-carbonsäure (Cephalexin), 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido ]-cephalosporansäure (Cephalothin), 7-Mandelamido-3-(1-methyl-1H-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure, 7-C 2-(2-Thienyl)acetamido]-3-(5-methyl-1,3,4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure, 7-Phenoxyacetamido-3-methoxymethyl-3-cephem-4-carbonsäure, 7-Phenoxyacetamido-3-methylthiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure, 7-[2-(2-Thienyl)-acetamidö^>]-3-N,N-dimethylcarbamoyloxymethyl-3-cephem-4-carbonsäure und 7-Propionamido-3-(5-ⁱmethyl-1,3,4-oxadiazol-2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure.

Wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Verbindung der Formel II, worin _Q

Il

R-C-

den Acylrest bedeutet, der sich von Mandelsäure oder einer substituierten Mandelsäure mit einer nicht geschützten Hydroxylgruppe ableitet, verwendet, so findet eine intra-

$098337 11'2:3

t. Ii

molekulare Alkoxylierungsreaktion statt, bei der die nicht geschützte Hydroxylgruppe reagiert und wobei eine Spiro-ßlactamverbindung der Formel III gebildet wird

COOR

9 '

III

worin Rg und Y die bei Formel II gegebenen Definitionen besitzen und R₁₀ Phenyl, Halogenphenyl,. niedrig-Alkylphenyl, niedrig-Alkoxyphenyl und Hydroxyphenyl wie zuvor definiert bedeutet. Beispielsweise fügt man Benzhydryl-7-(2-hydroxy-2-phenylacetamido )-3-carbamoyloxymethyl-3-cephem-4-carbonsätTe zu Methyllithium und überschüssigem Methanol in trockenem Tetrahydrofuran bei einer Temperatur von -78⁰C und gibt dann zu der kalten Reaktionsmischung 1,2 Äquiv. tert.-Butylhypochlorit. Die Mischung wird in der Kälte während 3 Minuten gerührt und dann mit 98%iger Ameisensäure angesäuert, wobei man die Verbindung der Formel III erhält, worin R^q Phenyl und Rg Benzhydryl bedeuten. Hydrogenolyse des Benzhydrylesters ergibt die freie Säure 3-Carbamoyloxymethyl-4^l-oxo-5 ·-phenylspiro-[3-cephem-7,2'-oxazolidin]-4-carbonsäure der Formel

CIL-O-C-NH₂

COOH

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Die Spiro-ß-lactamester der Formel III werden in die entsprechenden Säiiren durch Entfernung der esterbildenden Gruppe Rq gemäß bekannten Verfahren wie durch Hydrogenolyse und Hydrolyse mit Säure überführt.

Die Spiro-ß-lactamsäuren sind wertvolle antibiotische Verbindungen, die gegen gram-positive Organismen eine bemerkenswerte Aktivität aufweisen. Werden die Spiro-ß-lactamsäuren oder die Alkalimetallsalze davon, beispielsweise das Natriumsalz, parenteral verabreicht, so sind sie zur Bekämpfung gram-positiver Infektionen in warmblütigen Säugetieren" nützlich.

Beispiele für erfindungsgemäße Spiro-ß-lactamverbindungen sind die folgenden:

3-Acetoxymethyl-4^t -oxo-5' -phenylspiro-[3~cephem-7,2' -oxazolidin]·

4-carbonsäure,

3-Methyl-4'-oxo-5 *-phenylspiro-[3-cephem-7* 2'-oxazolidin)-4-

carbonsäure,

3-Acetoxymethyl-4¹ -oxo-5 * - (4-chlorphenyl) -spiro- [3-cephem-7, 2' -

oxazolidin]-4-carbonsäure,

Benzhydryl-3-methyl-4'-oxo-5'-(4-hydroxyphenyl)-spiro-[3-ceph-

em-7,2¹-oxazolidin]-4-carboxylat,

Benzhydryl-2,2-dimethyl-4'-oxo-5'-phenylspiro-[penam-6, 2' -

oxazolidinJ-3-carboxylat,

2,2-Dimethyl-4^!-oxo-5'-(4-methoxyphenyl)-spiro-[penam-6, 2' oxazolidin]-3-carbonsäure und ähnliche Spiro-oxazolidinon-

penicilline und -cephalosporine.

Die in situ-Herstellung einer anionischen Form der 6-Acylamidopenicillansäureester und der 7-Acylamido-3-subst.-methyl-3-cephem-4-carbonsäureester, den Cephalosporinestern, ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung. Die Herstellung solcher anionischen Formen dieser Antibiotika, gefolgt von der Umsetzung des Anions mit positivem Halogen, ermöglicht die nucleophile Substitution an dem ß-Lactamkohlenstoffatom.

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Der Fachmann wird leicht erkennen, daß andere anionenbildenden Basen bei der ersten Phase des oben beschriebenen Verfahrens zur Herstelliong der Penicilline und Cephalosporine verwendet werden können. Lithiumdiisopropylamid ist ein derartiger Anionen-Erzeuger, der verwendet werden kann.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind wertvolle antibiotische Verbindungen, die" das Wachstum von Mikroorganismen, die für Tiere bzw. Säugetiere und lebende Pflanzen pathogen sind, hemmen. Beispielsweise zeigen die erfindungsgemäßen Verbindungen bei Standard-in-vitro-Versuchen eine bemerkenswerte Aktivität gegen die folgenden Mikroorganismen, die als Beispiele aufgeführt sind: Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Sarcina lutea, Escherichia coli, Klebsieila pneumoniae, Proteus vulgaris, Salmonella gallinarum, Serratia marcescens und Pseudomonas solanacearum.

Im allgemeinen besitzen die erfindungsgemäßen 6-substituierten Penicilline und 7-substituierten Cephalosporine gegenüber gram-negativen Organismen eine erhöhte Aktivität,. verglichen mit den nichtsubstituierten Antibiotika. Die Aktivität gegenüber gram-positiven Organismen ist andererseits etwas geringer als die der nichtsubstituierten Penicilline und Cephalosporine. Jedoch besitzen die besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Verbindungen gegenüber gram-negativen Organismen erhöhte Aktivität, während sie gegenüber gram-positiven Organismen die gleiche Aktivität zeigen, die die nichtsubstituierten Cephalosporin-Antibiotika aufweisen. Die ajntibakterielle Aktivität der besonders bevorzugten Verbindungen wird durch die in den Tabellen I und II aufgeführten Werte der bevorzugten Verbindungen gezeigt.

In der folgenden Tabelle I sind die minimalen Hemm-Konzentrationen (MIC) für zwei Verbindungen gegen fünf in der Klinik isolierte Stämme von penicillin-resistenten Staphylococcus

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aureus, beide." in Anwesenheit und Abwesenheit von Serum, aufgeführt. Die MIC-Werte wurden durch das Gradienten-Platten-Verfahren bestimmt, das im wesentlichen so durchgeführt wurde, wie es von Bryson und Szybalski, Science, 116, 45-46 (1952), beschrieben wurde.

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Tabelle I
Afttibiotische Aktivität gegenüber penicillin-resistenten Staphylococcus aureus

•1

Verbindung - -- .-· . Staphylococcus in der Klinik isoliert

MIC (mcg/ml)

V41, V32 X400 V84 X1,1 NS . S^D NS S NS S NS S NS S

A - "4,2 6,7 4,5 7,6 16,6 15,4 3,1 .2,0 0,5 <0,1

co'.B 1,5 1,1 1,8 2,0 10,0 9,5 0,6 1,0 0,4 0,5 ο

CD I

u> 1/A = 7-Mandelamido-7-methoxy~3-(i-methyl-1H-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure q i£ B= 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-7-methoxy-3-(1-methyl-1H-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem- ι ~* 4-carbonsäure

k> 2/NS== in Abwesenheit von Serum
w

3/S - in Anwesenheit von Serum

In der folgenden Tabelle II wird die antibiotische Aktivität gegen beispielhafte gram-negative Organismen erläutert durch die Aktivität, die zwei bevorzugte Verbindungen aufweisen. Die Aktivität ist als minimale Hemm-Konzentration ausgedrückt und wurde gemäß einem Gradienten-Platten-Verfahren bestimmt.

	Tabelle II	Mikroorga:	B	5,4
Antibiotische Aktivität	gegenüber gram-negativen	*	6,6
Organismus	•1 Verbindung	7,9
	A MIC (mcg/ml)	0,5
Shigella sp.	2,0	3,5
Escherichia coli	2,5	0,9
Klebsieila pneumoniae	0,6	>200 > 200
Aerobacter aerogenes	0,7	3,4
Salmonella heidelberg	0,6
Pseudomonae aeruginosa
Serratia marcescens

1/A = 7-Mandelamido-7-methoxy-3-(1-methyl-1H-tetrazol-5-yl-

thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure

B = 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-(i-methyl-1H-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure

In der folgenden Tabelle III ist die antibiotische Aktivität der Verbindungen weiter erläutert durch die Aktivität, die beispielhafte Verbindungen bei dem Standardscheiben-PIatten-Verfahren zeigen.

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Tabelle III
in-vitro-Spektrum der Antibiotika bei dem Scheiben-Platten-Verfahren

Durchmesser der Hemmzone (mm).
Konzentration (mg/ml)'

*	Testorganismus	C	1 Testverbindung	E
Staphylococcus aureus	24/0,5	D	25/0,1
Bacillus subtilis	25/dto.	24/0,5 ·	22/dto.
ω Sarcina lutea	23/dto.	24/dto.	24/dto.
° Mycobacterium avium	10/dto.	23/dto.	15/1,0
«> Proteus vulgaris	21/dto.	20/5,0	18/0,1
to u> Salmonella gallinarum	. 26/dto.	18/0,5	20/1,0
^ Escherichia coli	. 23/dto.	25/dto.	22/0,1
~* Klebsiella pneumoniae	19/dto.	20/dto.	16/dto.
u> Serratia marcescens	19/dto.	17/dto.	18/1,0
Pseudomonas solanacearum	16/dto.	17/dto.	16/dto.
	23/dto.

1/C = 7-[2-(1-Tetrazolyl)-acetamido]-7-methoxy-3-(5-methyl-1,3,4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)-3-

cephem-4-carbonsäure

D = 7-[2-(1-Tetrazolyl)-acetamido]-7-methoxy-3-acetoxymethyl-3-cephem-4-carbonsäure
E = 7-Mandelamido-7-methoxy-3-(5-methyl-1,3,4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsä|5i₍»e

IS) K)

Die erfindungsgemäßen substituierten Penicilline und Cephalosporine sind wertvolle antibiotische Verbindungen, die bei der Bekämpfung von Infektionen in warmblütigen Säugetieren geeignet sind. Werden die erfindungsgemäßen Verbindung patente· ral in einer nichttoxischen Dosis zwischen ^ungefähr 2,5 und 750 mg/kg Körpergewicht verabreicht, so sind sie wirksam, um bakterielle Infektionen in warmblütigen Säugetieren zu bekämpfen. Genau wie es von anderen Antibiotika bekannt ist, variiert die Dosis, die zur Behandlung.eines besonderen Wirts erforderlich ist. Beispielsweise wird die Menge an Antibiotikum, die verabreicht wird, in Abhängigkeit von solchen Fällen wie der Ernsthaftigkeit der Infektion, der allgemeinen Gesundheit und dem physikalischen Zustand des besonderen Wirts und dem unterschiedlichen Ansprechen des besonderen Wirts variieren. Ähnlich kann die Behandlungsweise mehrere Dosen umfassen, beispielsweise kann es wünschenswert sein, einem besonderem Wirt pro Tag 3 bis 4 Dosiseinheiten zu verabreichen. Alternativ kann man eine erfindungsgemäße Verbindung als einzige tägliche Dosis verabreichen, und diese Behandlung kann man fortführen, bis die gewünschte Reaktion aufgetreten ist.

Die Verbindungen, die durch die Formel I dargestellt werden und die Ester außer den Acetoxymethylestern sind oder die eine geschützte Hydroxy- oder eine geschützte Aminofunktion besitzen, zeigen keine antibiotische Aktivität in starkem Ausmaß. Jedoch erhält man durch Entfernung der Estergruppe oder durch Entfernung der Hydroxy- und Aminoschutzgruppen durch gutbekannte Verfahren und Methoden die erfindungsgemäßen antibiotischen Verbindungen, wo in der Formel I R₁ Wasserstoff bedeutet und worin eine freie Amino- oder freie Hydroxygruppe vorhanden ist.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.

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In den folgenden Beispielen sind die Infrarot-Absorptionsspektren und die kernmagnetischen Resonanzspektren als IR und NMR abgekürzt. Nur eine starke IR-Absorption, die der Carbonylfunktion des ß-Lactamrings zuzuschreiben ist, wird angegeben. Ähnlich werden nur die starken Peaks, die man in dem NMR-Spektrum beobachtet, aufgeführt. Die NMR-Spektren wurden auf einem Varian Associates Τ-βΟ-Spectrometer mit Tetramethylsilan als innerem Standard bestimmt. Die angegebenen Werte sind als Zyklen pro Sekunde (c.p.s.) aufgeführt.

Die folgenden Standardabkürzungen werden für die beobachteten Peaks in den NMR-Spektren verwendet: S = Singlett, M = Multiplett, Q = Quartett, D = Dublett. '

Beispiel 1

Zu 25 ml trockenem Tetrahydrofuran, das bei Eisbadtemperatur gehalten wird, fügt man 2,2 ml Methyllithium (1,58 Mol) und 4 ml trockenes Methanol. Die Lösung wird unter Stickstoff während ungefähr 2 Minuten gerührt und dann auf eine Temperatur von ungefähr'-80⁰C mit einem Trockeneis-Acetonbad gekühlt. Zu der kalten Lösung fügt man eine Lösung aus 531 mg p-Nitrobenzyl-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-cephalosporanat in 8 ml trockenem Tetrahydrofuran und die Reaktionsmischung wird . in der Kälte während 2 Minuten gerührt. Zu der kalten Reaktionsmischung· fügt man 0,143 ml (1,2 Äquiv.) tert.-Butylhypochlorit und die Reaktionsmischung wird während 10 Minuten nach Beendigung der Zugabe des Chlorierungsmittels gerührt. Die Reaktionsmischung wird abgeschreckt, indem man 4 ml Eisessig zufügt. Die Reaktionsmischung wird dann im Vakuum eingedampft und der Rückstand in Dichlormethan gelöst. Die Lösung des Rückstands wird dreimal mit einer gesättigten Lösung aus Natriumchlorid, einmal mit verdünnter Natriumthiosulfatlösung, zweimal mit Natriumbicarbonatlösung und danach einmal mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen. Die gewaschene Lösung wird getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei man 536 mg von im

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wesentlichen reinem p-Nitrobenzyl-7-methoxy-7-[2-(2-thienyl)-

aeetamido]-cephalosporanat erhält.

IR (KBr) 1780 cnf¹

NMR (CDCl₃) 200 bis 210 (M, 2H, C₂)

298 (Q, 2H, -CH₂OAc)

3 302 (S, 1H, C₆) • 231 (S, 2H, Amidmethylen)'

4,3 bis 436 (M, 3H, Thienyiprotonen)

420 (S, 2H, Estermethylen)

470 (Q, 4H, aromatisch)

123 (S, 3H, Acetoxymethyl) :

207 (M, 3H, 7-Methoxy).

Der p-Nitrobenzylester wurde gespalten, wobei man die freie Säure erhält und auf folgende YJeise arbeitete: Eine Suspension aus 260 mg 59^igem Pd/C in 15 ml 1:1 Methanol-Tetr&iiydrofuran wurde während 1 Stunde vorhydriert. Zu der Suspension fügt man eine Lösung von 260 mg p-Nitrobenzylester in 15 ml 1:1. Methanoltetrahydrofuran und die Mischung wird 3 Stunden in einer Atmosphäre aus Wasserstoffgas hydriert. Der Katalysator wird filtriert und das Filtrat wird eingedampft, wobei man einen festen Rückstand erhält. Der Rückstand wird mit Äthylacetat gelöst und das saure Reduktionsprodukt wird mit einer verdünnten Lösung aus Natriumbicarbonat extrahiert. Die Bicarbonatextrakte werden durch Zugabe von verdünnter Chlorwasserstoff säure auf einen pH-Wert von 2,5 angesäuert und dann wird mit Äthylacetat extrahiert. Der.Extrakt wird getrocknet und danach im Vakuum eingedampft, wobei man 182 mg 7-Methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-cephalosporansaure erhält. IR (KBr) 1778 cm"¹
NMR (100 meg)285 bis 296 (M, 2H, C₂)

496 bis 515 (M, 2H, -CH₂-OAc)

496 bis 515 (M, 1H, Cg)

693 bis 705 (M, 1H, Amid NH)

391 (S, 2H, Amidmethylen)

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696 bis 728 (M, 3H, Thienylproton) 158 (S, 3H, Acetoxymethyl) 348 (M, 3H, 7-Methoxy).

Beispiel 2

Zu 25 ml kaltem, trockenem Tetrahydrofuran, das unter Stickstoff atmosphäre gehalten wird, fügt man 2,2 ml 1,58 Mol Methyllithium und 4 ml trockenes Methanol. Die Lösung wird während einiger Minuten gerührt und dann auf -80⁰C durch ein Trockeneis-Acetonbad abgekühlt. Zu der kalten Lösung fügt man 480 mg Benzhydryl-7-acetamido-cephalosporanat in 8 ml trockenem Tetrahydrofuran. Die Reaktionsmischung wird während ungefähr 2 Minuten gerührt und dann fügt man unter Rühren 0,143 ml (1,2 Äquiv.) tert.-Butylhypochlorit dazu. Nachdem man die Reaktionsmischung während ungefähr 10 Minuten gerührt hatte, wird die Umsetzung durch Zugabe von 4 ml Eisessig abgeschreckt. Die Reaktionsmischung wird zur Trockene eingedampft und der Rückstand wird in Dichlormethan gelöst. Die Lösung wird nacheinander mit einer gesättigten Natriumchloridlösung, einer verdünnten Natriumthiosulfatlösung, einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung und einer gesättigten Natriumchlorldlösung gewaschen. Die gewaschene Lösung wird dann getrocknet und zur Trockene eingedampft, wobei man 541 mg rohes Benzhydryl-7-acetamido-7-methoxy-cephalosporanat erhält. IR (CHCl₃) 1790 cm""¹
NMR(Aceton dg) 304 (S, 1H, Cg)

209 (S, 3H, 7-Methoxy.

Der Benzhydrylester wurde durch Umsetzung des Esters mit einer 5Ö:5O-Mischung aus Trifluoressigsäure und 98%iger Ameisensäure gespalten, wobei man einen festen Rückstand aus 7-Acetamido-7-methoxy-cephalosporansäure erhält.
NMR(Aceton dg) 306 (S, 1H, C₆)

209 (S, 3H, 7-Methoxy).

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Beispiel 3

Gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wird Benzhydryl-3-methoxymethyl-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-cephem-4-carboxylat bei einer Temperatur von -80⁰C mit Methyllithium in Anwesenheit von Methanol und tört.-Butylhypochlorit umgesetzt, wobei man das Benzhydryl-3-iaethoxymethyl-7-methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-cephem-4-carboxylat erhält.

IR (KBr) 1780 cm""¹ NMR (CDCl₃) 303 (S, 1H, Cg)

200 bis 210 (M, 3H, 7-Methoxyl).

Der obige Ester wird unter sauren Bedingungen auf folgende Weise gespalten: Zu 150 mg des Esters in einem 50 ml-Rundkolben fügt man bei einer Temperatur von ungefähr -10°C 2,5 ml einer 1:1-Mischung aus Trifluoressigsäure!Ameisensäure, Zu der gerührten Mischung fügt man 30 ml Dichlormethan. Die Reaktionsmischung wird dann eingedampft, um Lösungsmittel zu entfernen, und der Rückstand wird in Äthylacetat gelöst. Die antibiotische Säure wird aus der Äthylacetatlösung- mit einer gesättigten Lösung aus Natriumbicarbonatlösung extrahiert. Der Bicarbonatextrakt wird durch Zugabe von Chlorwasser stoff säure auf einen pH von 2,5 angesäuert und die angesäuerte Lösung wird danach mit Äthylacetat extrahiert. Der Äthylacei;atextrakt wird getrocknet und dann im Vakuum . eingedampft, wobei man 60 mg 3-Methoxymethyl-7-methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-cephem-4-carbonsäure erhält.

♦ NMR (CDCl₃) 304 (S, 1H, Cg)

200 bis 210 (M, 3H, 7-Methoxyl).

Beispiel 4

Zu 25 ml trockenem Tetrahydrofuran, das bei einer Temperatur von ungefähr O⁰C gehalten wird, fügt man 3 ml 1,58 Mol Methyllithium und 6 ml trockenes Methanol. Die Lösung wird während ungefähr 5 Minuten gerührt und dann auf ungefähr -80⁰C durch

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ein Trockeneis-Acetonbad abgekühlt. Zu der kalten Lösung fügt man eine Lösung aus 582 mg p-Nitrobenzyl-3-methyl-7-(2-tert.-butyloxycarboxamido-2-phenylacetamido) -3-cephem-4-carboxylat in 8 ml trockenem Tetrahydrofuran und rührt die Reaktionsmischung während 2 Minuten nach der Zugabe» Zu der Reaktionsmischung fügt man 0,143 ml tert.-Butylhypochlorit und dann wird die Reaktionsmischung nach der Zugabe des Hypochlorits während 10 Minuten gerührt. Die Umsetzung wird dann durch Zugabe von 6 ml 98%iger Ameisensäure beendigt. Die abgeschreckte Reaktionsmischung wird im Vakuum eingedampft und der Rückstand wird in Dichlormethan gelöst. Die Lösung wird nacheinander mit gesättigter Natriumchloridlösung, verdünnter wäßriger Natriumthiosulfatlösung, einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung und schließlich mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen. Die gewaschene Lösung wird im Vakuum zur Trockene eingedampft, wobei man p-Nitrobenzyl-7-methoxy-3-methyl-7-(tert.-butyloxycarboxamido-2-phenylacetamido)-3-cephem-4-carboxylat erhält.
IR (KBr) 1785 cm"¹ ·

NMR'(CDCl₃) 212 (S, 3H, 7-Methoxyl)

304 (S, 1H, C₆). '■

Zu einer Lösung aus 350 mg des Ester dessen · Aminogruppen geschützt sindund der wie oben beschrieben hergestellt wurde, in einer 1:1-Mischung aus Methanol:Tetrahydrofuran fügt man 350 mg von 5&Lgem Palladium-auf-Kohlenstoffkatalysator, der vorreduziert wurde. Die Suspension wird aus einer Atmosphäre aus Wasserstoff während 3 Stunden bei Zimmertemperatur, gerührt. Der Katalysator wird filtriert und das Filtrat wird zur Trockene eingedampft. Der erhaltene Rückstand wird in Äthylacetat gelöst und die Lösung wird mit einer wäßrigen Lösung aus Natriumbicarbonat gewaschen. Das Bicarbonatwaschwasser wurde mit Chlorwasserstoff säure auf einen pH-Wert von 2,5 angesäuert und die angesäuerte Lösung wird mit Äthylacetat extrahiert. Der Äthylacetätextrakt wird über Natriumsulfat getrocknet und danach zur Trockene eingedampft, wobei man 210 mg

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-?-(2-tert.-butyloxycarbamido^-phenylacetamido)-3-cephem-4-carbonsäure erhält. Die so erhaltene Säure wird in 2 ml kalter Trifluoressigsäure gelöst und die Lösung wird während 5 Minuten gerührt. Die kalte saure Lösung wird dann tropfenweise zu Diäthyläther zugefügt,, um das Trifluoressigsäuresalz der 3-Methyl-7-methoxy-7-(2-amino-2-phenylacetamido) -^-cephem-^-carbonsäure auszufällen. NMR (100 mcg, D₂O) 394 (S, 3H, 7-Methoxyl)

561 (S, iH, C₆). .

Beispiel 5

Gemäß dem in Beispiel 4 beschriebenen Verfahren werden 479 mg 2,2,2-Trichlorathyl-3-methyl-7-pb.enoxyacetamido-3-ceph.em-4-carboxylat mit Methanol, Methyllithium und tert.-Butylhypochlorit in wasserfreiem Tetrahydrofuran bei -80⁰C "zugesetzt, wobei man das 2,2,2-Trichloräthyl-3-methyl~7-methoxy-7-phenoxyacetamido-3-cephem-4-carboxylat erhält. IR (CHCl₃) 1780 cm"¹ ■

NMR (CDCl₃) 214 (S, 3H, 7-Methoxyl)

Der Trichloräthylester, hergestellt wie oben beschrieben, wurde auf folgende Weise hydrolysiert. Zu einer kalten O⁰C-Lösung von 200 mg des Esters in 1 ml Dimethylformamid fügt man 0,3 ml 98%ige Ameisensäure und 220 mg (9 Äquiv.) Zinkstaub und rührt die Mischung während 1,5 Stunden. Das Zink wird filtriert und mit Wasser und Äthylacetat gewaschen. Die Wasserschicht des Filtrats wird durch Zugabe von 5%iger Chlorwasserstoffsäure auf einen pH von 2,5 angesäuert, Die Äthylacetatschicht und die angesäuerte wäßrige Schicht wurden kräftig geschüttelt und getrennt. Die Äthylacetatschicht wurde dann mit wäßrigen Natriumbicarbonat gewaschen und die Bicarbonatwaschlösungen wurden durch Zugabe von Chlorwasserstoff säure auf einen pH-Wert von 2,5 angesäuert. Die angesäuerten Waschlösungen wurden mit Äthylacetat extrahiert und der Extrakt wurde getrocknet und dann im Vakuum eingedampft,

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wobei man 70 mg 3-Methyl-7-methoxy-7-phenoxyacetamido-3-cephem-4-carbonsäure erhält. NMR (CDCl₃) 213 (S, 3H, 7-Methoxyl) 305 (S, 1H, C₆)

Beispiel 6

Zu 200 ml trockenem Tetrahydrofuran, das bei 0 "bis 5⁰C gehalten wird, fügt man unter Rühren 20 ml \,58 Mol Methyllithium. Zu dieser Lösung fügt man vorsichtig 40 ml trockenes Methanol unter Rühren. Die Lösung wird dann unter Rühren auf -80⁰C durch ein Trockeneis-Acetonbad abgekühlt. Zu der kalteil Lösung fügt man tropfenweise unter Stickstoff eine Lösung aus 4,69 g p-Nitrobenzyl-ö-phenylacetamido-penicillanat in. 80 ml trockenem Tetrahydrofuran. Die Reaktionsmischung wird während 3 Minuten in der Kälte gerührt und dann fügt man unter Rühren 1,43 ml (1,2 Äquiv.) tert.-Butylhypochlorit hinzu. Man rührt weitere 25 Minuten und dann wird die Umsetzung durch Zugabe von 40 ml 98%iger Ameisensäure beendigt.

Die Reaktionsmischung wird dann im Vakuum auf ein Volumen von 50 ml eingeengt. Das flüssige Konzentrat wird in eine gesättigte Natriumchloridlösung, die eine Schicht aus Dichlormethan enthält, zugefügt. Die organische Schicht wird abgetrennt und die wäßrige Salzsch^cht wird mit Dichlormethan agewaschen. Beide Dichlormethan-Schichten werden vereinigt und ■mit einer gesättigten Natriumchloridlösung, einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung und schließlich wieder mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen. Die gewaschene organische Schicht, die die Reaktionsproduktmischung enthält, wird über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft, wobei man 5,1 g rohe Reaktionsproduktmischung erhält.

Die rohe Reaktionsproduktmischung, 5»1 g, wird in 100 ml Benzol gelöst und die Lösung wird an einer Säule, die mit 300 g Siliciumdioxyd/15% Wasser gepackt ist, chromatographiert. Die Säule wird zuerst mit 10$ Benzol in Äthylacetat eluiert. Die Konzentration des Benzols wird allmählich" auf 20$·Benzol erhöht.

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60 Fraktionen von 175 ml-Volumen werden gesammelt. Die Fraktionen 34 bis 45 und 47 bis 50 werden vereinigt und zur
Trockene eingedampft, wobei man 2,83 g p-Nitrobenzyl-6-methoxy-6-phenylacetamido-penicillanat erhält.

IR (CHCl₃) 1778 cm"¹

NMR (CDCl₃) 84 (S, 6H, 2,2-Dimethyl)

267 (S, 1H, C₃)

333 (S, 1H, C₅)

396 (S, 1H, Ämidproton)

219 (S, 2H, Amidmethylen) ·;

438 (S, 5H, Phenylprotonen)

316 (S, 2H, Estermethylen)

368 (Q, 4H, Nitrophenylprotonen)

204 (S, 3H, 6-Methoxyl).

Eine Lösung aus 200 mg des obigen Esters in 15 ml 1:1 Tetrahydro fur an: Methanol wird zu einer Suspension aus 200 mg
5?6igem Palladium-aus-Kohlenstoff in einer 1:1-Mischung aus
Tetrahydrofuran:Methanol zugegeben, die zuvor während 1. Stunde vorhydriert wurde. Die Lösung wird in einer Wasserstoffatmosphäre bei Zimmertemperatur während 3 Stunden gerührt. Der
Katalysator wird abfiltriert und das Filtrat wird im Vakuum
eingedampft, wobei man einen festen Rückstand erhält. Der
Rückstand wird in Äthylacetat gelöst und die Lösung wird mit einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung extrahiert. Der
Bicarbonatextrakt wird abgetrennt und auf einen pH-Wert von
2,0 mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure angesäuert. Die angesäuerte Lösung wird mit Äthylacetat extrahiert und der Extrakt wird über Natriumsulfat getrocknet. Der getrocknete
Extrakt wird dann zur Trockene eingedampft, wobei man 130 mg ö-Methoxy-ö-phenylacetamido-penicillansäure erhält.
NMR (CDCl₃) 85 (D, 6H, 2,2-Dimethyl)

261 (S, 1H, C₃)

332 (S, 1H, C₅)

615 (S, 1H, Ämidproton)

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Beispiel 7

Gemäß dem Alkoxylierungsverfahren, wie es in den vorhergehenden Beispielen beschrieben wurde, werden 584 mg p-Nitrobenzyl-6-(2-tert.-butyloxycarbamido-2-phenylacetamido)-penicillanat mit Methyllithium, Methanol und tert.-Butylhypo-. . chlorit in wasserfreiem Tetrahydrofuran bei -80⁰C umgesetzt; nachdem man, wie in den vorherigen Beispielen beschrieben, aufarbeitete, erhält man 512 mg p-Nitrobenzyl-ö-methoxy-ö-(2-tert.-butyloxycarbamido-2-phenylacetamido)-penicillanat. NMR (CDCl₃) 211 (S, 3H, 'β-Methoxy) ,
337 (S, 1H, C₅)

Zu einer Lösung aus 205 mg des methoxylierten Esters, den man wie oben beschrieben erhielt, in 15 ml einer 1:1-Mischung aus Tetrahydrofuran und Methanol fügt man eine Suspension aus 205 mg 5%igen Palladium-aus-Kohlenstoffkatalysator in einer 1:1-Mischung aus Tetrahydrofuran und Methanol, die vorhydriert wurde. Die Suspension wird mit Wasserstoff bei Zimmertemperatur während 3 Stunden umgesetzt. Der Katalysator wird abfiltriert und das Filtrat wird im Vakuum eingedampft. Der feste erhaltene Rückstand wird in Äthylacetat gelöst und das saure Reaktionsprodukt wird daraus mit einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung extrahiert. Der Bicarbonatextrakt wird mit Chlorwasserstoffsäure bei einem pH von 2,5 angesäuert und das saure Reaktionsprodukt wird in Äthylacetat zurückextrahiert. Der Äthylacetatextrakt wird getrocknet und dann im Vakuum eingedampft, wobei man 130 mg 6-Methoxy-6-(2-tert.-butyloxycarbamido-2-phenylacetamido)-penicillansäure erhält.

Zu einer Lösung der oben hergestellten Penicillansäure, deren Aminogruppe geschützt ist, (110 mg) in 25 ml Acetonitril fügt man eine Lösung aus 50 mg p-Toluolsulfonsäure in 5 ml Acetonitril. Die Reaktionsmischung wird bei Zimmertemperatur während 3 Stunden gerührt und danach mit 3 ml Wasser verdünnt. Der pH-Wert der Lösung wird Triäthylamin auf einen pH von 4,7

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-43- 230Λ226

eingestellt und das Volumen der Reaktionsmischung wird auf
die Hälfte reduziert. Beim Stehen im Eisschrank erhält man
einen kristallinen Niederschlag aus 6-Methoxy-6-(2-amino-2-phenylacetamido)-penicillansäure.

Beispiel 8

Gemäß den in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Verfahren werden 515 mg p-Nitrobenzyl-6~)2,6-dimethoxybenzamido)-penicillanat mit Methyllithium, Methanol und tert.-Butylhypochlorit in wasserfreiem Tetrahydrofuran bei -80⁰C umgesetzt,
wobei man 6-Methoxy-6-(2,6-dimethoxybenzamido)-penicillansäure-p-nitrobenzylester erhält.
IR (CHCl₃) 1778 cm"*¹
NMR (CDCl₃) 216 (S, 3H, 6-Methoxyl)
336 (S, 1H, C₅)

Hydrogenolyse des so hergestellten Esters gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren ergab 93 mg 6-Methoxy-(2,6-dimethoxybenzamido) -penicillansäure .
NMR (CDCl₃) 214 (S, 3H, 6-Methoxyl)
332 (S, 1H, C₅)

Beispiel 9

Zu 70 ml trockenem Benzol, das 0,1 g p-Toluolsulfonsäure enthielt, fügte man unter Rühren 1,14 g Benzhydryl-7-(2-hydroxy-2-phenylacetamido)-cephalosporanat. Zu der gerührten Lösung
gab man langsam tropfenweise 0,144 g Äthylvinyläther. Die Reaktionsmischung wurde im Vakuum eingedampft und der Rückstand in Äthylacetat gelöst. Die Lösung wurde mit kaltem Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft, wobei man in fast quantitativerAusbeute den Cephalosporansäureester, dessen Hydroxygruppen geschützt waren, das Benzhydryl-7-[2-(1-äthoxyäthoxy)-2-phenylacetamido]-cephalosporanat, erhielt.

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Der so hergestellte Cephalosporansäureester mit geschützter Hydroxygruppe wurde gemäß den in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Verfahren mit Lithiummethylat, Methanol lind tert.-Butylhypochlorit in wasserfreiem Tetrahydrofuran bei -80⁰C umgesetzt, wobei man das BenzhydKyl-y-methoxy-?- [2-(1-äthoxyäthoxy)-2-phenylacetamido]-cephalosporanat erhielt, Das Produkt wurde chromatographisch an Silikagel gereinigt, wobei eine teilweise Abspaltung der Hydroxylschutzgruppe auftrat und wobei man eine Mischung erhielt, die 35% gereinigtes Reaktionsprodukt und 20% des nach Abspaltung der Hydroxylschutzgruppen erhaltenen Produktes, 7-Methoxy-7-(2-hydroxy-2-phenylacetamido)-cephalosporanat, enthielt; die gereinigte Mischung wurde mit einer Mischung aus Trifluoressigsäure und 98%iger Ameisensäure umgesetzt, um sowohl eine Entfernung der Hydroxylschutzgruppe als auch der Benzhydrylestergruppe zu bewirken, wobei man 7-Metnoxy-7-(2-hydroxy-2-phenylacetamido)-cephalosporansäure erhielt.
NMR (CDCl₃) 122 (S, 3H, Acetoxymethyl) 204 (S, 3H, 7-Methoxyl).

Beispiel 10

Gemäß den in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Verfahren wurden die folgenden Verbindungen aus den angegebenen .Reaktionsteilnehmern hergestellt. In jedem Fall ist Tetrahydrofuran das bevorzugte Lösungsmittel und tert.-Butylhypochlorit ist das bevorzugte Chlorierungsmittel. Angegeben sind in der aufgezählten Reihenfolge das Reaktionsprodukt, das Alkalimetallalkoholat, der entsprechende Alkohol und der als Ausgangsmaterial verwendete Penicillinester oder Cephalosporinester.

3-Methylthiomethyl-7-äthoxy-7-(2-amino-2-phenylacetamido)-3-cephem-4-carbonsäure; Lithiumäthylat, absolutes Äthanol; p-Nitrobenzyl-S-methylthiomethyl^- (2-amino-2-phenylacetamido) 3-cephem-4-carboxylat.

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S-Carbamoyloxymethyl^-isopropoxy^-i 2-phenoxyacetamido)-3-cephem-4-carbonsäurej Lithiumisopropylatf Isopropylalkoholj 2,2,2-Trichloräthyl-3-carbamoyloxymethyl-7-(2-phenoxyacetamido) ^-cephem-^carboxylat.

y-Allyloxy-S-methyl-?-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-cephem-4-carbonsäure; Kaliumallylalkoholat; Allylalkohol; Benzhydryl-3-methyl-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-eephem-4-carboxylat.

7-Cyclopropoxy-3-äthoxymethyl-7-(2-phenoxyacetamido)-3-cephem-4-carboxylat; Lithiumcyclopropylat; Cyclopropylalkohol;, p-Nitrobenzyl-3-äthoxymethyl-7-(2-phenoxyacetamido)-3-cephem-4-carboxylat.

7-Benzyloxy-3-N-methyl-carbamoyloxymethyl-7-(2-phenylmercaptoacetamido)-3-cephem-4-carbonsäure; Lithiumbenzylylat, Benzylalkohol ; 2,2,2-Trichloräthyl-3-N-methylcarbamoyloxyraethyl-7-(2-phenylacetamido ) ^-cphem^-carboxylat.

Beispiel 11

Zu 25 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran, das in Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von O⁰C gehalten wurde, fügte man' unter Rühren 2,2 ml 1,65n Methyllithium und 4 ml trockenes Methanol. Die Lösung wurde während 5 Minuten gerührt und dann auf eine Temperatur von -80⁰C gekühlt. Zu der kalten Lösung fügte man 573 mg Benzhydryl-7-(2-hydroxy-2-phenylacetamido)-3-carbamoyloxymethyl-3-cephem-4-carboxylat und dann wurde einige Minuten weitergerührt, bevor 0,143 ml tert.- 'Butylhypo*· chlorit zugegeben wurden. Die Reaktionsmischung wurde weitere 20 Minuten bei -80⁰C gerührt, bevor die Umsetzung durch Zugabe von 4 ml Eisessig abgestoppt wurde. Die Reaktionsmischung wurde dann eingedampft, um Lösungsmittel zu entfernen und der Rückstand wurde in Dichlormethan gelöst. Die Lösung des Rückstands wurde nacheinander mit einer gesättigten Lösung aus Natriumchlorid, einer verdünnten Natriumthiosulfatlösung, einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung und schließlich wieder mit

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gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen. Die gewaschene Lösung wurde getrocknet und eingedampft, wobei man 604 mg der rohen Reaktionsproduktmischung erhielt, die Benzhydryl-3-carbamoyloxymethyl-4'-oxo-5'-phenylspiro-(3-cephem-7»2'-oxazolidin)-4-carboxylat enthielt. Die rohe. Mischung wurde an präparativen Dünnschichtplatten, die mit Siliciumdioxyd beschichtet waren, unter Verwendung eines 50:50-Äthylacetat: Benzollösungsmittelsystems für die Entwicklung gereinigt. Der Fleck in dem Chromatogramm, der das reaktive Produkt enthielt, wurde von der Platte abgekratzt und das Produkt wurde von dem Siliciumdioxyd durch Extraktion mit Äthylacetat getrennt, wobei man 357 mg des gereinigten Benzhydrylesters erhielt.

Beispiel 12 :

Zu 1ml einer kalten 50:50-Mischung aus Trifluoressigsäure und 98%igerAmeisensäure fügte man 100 mg des gereinigten Benzhydrylesters, hergestellt wie in Beispiel 11 beschrieben. Nach 1 Minute wurden 10 ml Dichlormethan zugegeben und die Lösung wird im Vakuum auf ein geringes Volumen eingedampft. Das Konzentrat wurde in Äthylacetat gelöst und das saure Reaktionsprodukt wurde in einer wäßrigen Natriumbicarbonatlösung extrahiert. Der Bicarbonatextrakt wurde auf einen pH-Wert von 2,5 angesäuert und das Reaktionsprodukt wurde in Äthylacetat zurückextrahiert. Der Extrakt wurde getrocknet und eingedampft, wobei man 66 mg 3-Carbamoyloxymethyl-4^l-oxo-5'-phenylspiro-[3-cephem-7,2'-oxazolidin]-4-carbonsäure als Feststoff in im wesentlichen reiner Form erhielt. _%

Beispiel 13

Zu einer Lösung aus 1,5 g Natrium-7-methoxy-7-(2-phenoxyacetamido)-3-acetoxymethyl-3-cephem-4-carboxylat in 50 ml Wasser fügte man 1 Äquiv. Natriumhydroxyd und 1 Äquiv. 2-Thio-1,3,4-thiadiazol. Die Mischung wurde bei einer Temperatur von 70⁰C während 5 Stunden gerührt und dann mit 1n

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Chlorwasserstoffsäure angesäuert. Das Reaktionsprodukt wurde aus der angesäuerten Mischung mit Äthylacetat extrahiert und der Extrakt wurde mit Wasser gewaschen und zur Trockene eingedampft. Das feste, zurückbleibende Produkt wurde aus einer Mischung aus Äthylacetat and DMF kristallisiert, wobei man 7-Methoxy-7-(2-phenoxyacetamido)-3-(1,3»4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure in im wesentlichen reiner Form erhielt.

Beispiel 14

Gemäß dem in Beispiel 13 beschriebenen Verfahren wurde'Natrium-7-äthoxy-7-[2-(2-thienyl) -acetamido ]-3-acetoxymethyl-3-cephem-4-carboxylat in Wasser mit 2-Thiol-1-methyl-1H-tetrazol umgesetzt, wobei man 7-[2-(2-Thienyl)-acetamido]-3-(1-methyl-1H-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure erhielt.

Beispiel 15

7-Methoxy-7-mandelamido-3-(5-methyl-1,3,4-thiadiazol-2-yithiomethy3)-3-cephem-4-carbonsäure

Zu einer Lösung von 912 mg Natrium-7-methoxy-7-mandelamido-3-acetoxymethyl-3-cephem-4-carboxylat, hergestellt gemäß dem in Beispiel 9 beschriebenen Verfahren, in 10 ml Wasser fügte man eine Lösung aus Natriumhydroxyd,um den pH-Wert der Lösung auf 6,5 einzustellen. Zu der Lösung gab man 270 mg 2-Mercapto-5-methyl-1,3,4-thiadiazol und die Reaktionsmischung wurde unter Rühren während 3 Stunden bei 70⁰C erwärmt. Die Reaktionsmischung wurde gekühlt und dann mit verdünnter Chlorwasserstoff säure angesäuert. Die angesäuerte Mischung wurde mit Äthylacetat, das 10 Vol-96 Tetrahydrofuran enthielt, extrahiert und dann über Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockene eingedampft, wobei man ein Reaktionsproduktgemisch erhielt, das 7-Methoxy-7-mandelamido-3-(5-methyl-1,3,4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure.

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Der trockene Rückstand wurde in Tetrahydrofuran gelöst und 400 mg Diphenyldiazomethan wurden zu der Lösung zugefügt. Die Lösung wurde bei Zimmertemperatur während 12 Stunden gerührt und dann eingedampft, wobei man einen festen Rückstand erhielt. Der Rückstand wurde mit einer Mischung aus Chloroform iPentrolather behandelt und beim Eindampfen zur Trockene erhielt man 1 g eines festen, schaumartigen Rückstands.

Der Rückstand wurde auf präparativen Dünnschichtsilikagelplatten mit Äthylacetatröenzol (50:50) chromatographietft,wobei man 229 mg des Diphenylmethylesters von dem Ausgangsmaterial und 188 mg Diphenylmethyl-7-methoxy-7-mandelamido-3-(5-methyl-1,3 ^-thiadiazol^-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat erhielt.

188 mg Diphenylester des Reaktionsproduktes wurden in 2 ml 97?6iger Ameisensäure gelöst und die Lösung wurde bei Zimmertemperatur während 75 Minuten gerührt. Die Reaktionsmischung wurde mit Benzol behandelt und eingedampft. Man fügte zu diesem Rückstand weiteres Benzol und die Mischung wurde erneut zur Trockene eingedampft. Der trockene Rückstand wurde teilweise in Äthylacetat gelöst und eine gesättigte Lösung aus Natriumbicarbonat wurde zugegeben. Die Bicarbonatschicht wurde abgetrennt, mit Äthylacetat gewaschen und mit Chlorwasserstoffsäure auf einen pH-Wert von 2,0 angesäuert. Die angesäuerte Lösung wurde dann mit Äthylacetat, das 10 Vol-% Tetrahydrofuran enthielt, extrahiert. Der Extrakt wurde getrocknet und zur Trockene eingedampft, wobei man 76 mg 7-Methoxy-7-mandelamido-3-(5-methyl-1,3,4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure mit dem folgenden NMR-Spektrum (Aceton dg) erhielt.

215 (Q, 2H, C₂) 267 (Q, 2H, C₃) 306 (S, 1H, C₆) 205 (S, 3H, C₇ Methoxy)

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492 (S, 1H, Amid N-H) 315 (S, 1H, Amid C-H) 375 (S, 2H, C₃ CH₂-S)

430 bis 460 (M, 5H, aromatisch) 162 (S, 3H, Thiadiazol-5-methylgruppe).

!Beispiel 16

7-Methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-(1-methyltetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure

Zu einer Lösung aus 900 mg Natrium-7-methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3~acetoxymethyl-3-cephem-4-carboxylat, hergestellt gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren, in 10 ml Wasser fügte man eine Lösung aus Natriumhydroxyd, um den pH- -Wert der Lösung auf 6,5 einzustellen. Zu der Lösung gab man 232 mg 1-Methyltetrazol-5-thiol und die Mischung wurde unter Rühren während 3 Stunden bei 70°C erwärmt.

Der pH-Wert der Reaktionsmischung wurde auf pH 7,0 eingestellt und dann wurde die Reaktionsmischung mit Äthylacetat gewaschen. Der pH-Wert der Reaktionsmischung wurde danach mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure auf pH 2,5 eingestellt und dann wurde die Reaktionsmischung mit Äthylacetat, das 20 Vol-% THF enthielt, extrahiert. Der Extrakt wurde über Magnesiumsulfat getrocknet und dann zur Trockene eingedampft, wobei man 436 mg einer festen Reaktionsproduktmischung erhielt.

Der Rückstand des Reaktionsproduktes wurde in 15 ml THF gelöst und zu der Lösung fügte man eine Lösung aus 400 mg Diphenyldiazomethan in 5 ml THF. Die Veresterungsmischung wurde 12 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt und dann eingedampft, wobei man'650 mg der veresterten rohen Reaktionsproduktmischung erhielt.

Die veresterte Reaktionsproduktmischung wurde an präparativen Dünnschichtsilikagelplatten unter Verwendung von 4O?6 Äthyl-

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acetat-Benzol chromatographiert, wobei man 116 mg des Diphenylesters des Ausgangsmaterials und 104 mg des Reaktionsproduktes , Diphenylmethyl-T-methoxy-?-([2(2-thienyl)-acetamido ]-3-(1-methyltetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat, erhielt.

104 mg des veresterten Reaktionsproduktes wurden in 1 ml einer kalten (O⁰C) Mischung aus gleichen Volumen THF und 97?6iger Ameisensäure gelöst und die Mischung wurde auf Zimmertemperatur erwärmt. Die Reaktionsmischung wird dann mit 75 ml Methylenchlorid behandelt und die Lösung wird zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird in 20 ml Äthylacetat gelöst und die Lösung wird dreimal mit 20 ml-Teilen einer gesättigten Lösung aus Natriumbicarbonat extrahiert. Die Bicarbonatextrakte werden vereinigt und auf einen pH-Wert von 2,5 angesäuert. Das Reaktionsprodukt wird aus den angesäuerten Bicarbonatextrakten mit 10% Äthanol/Äthylacetat extrahiert und der Extrakt wird getrocknet und eingedampft, wobei man 66 mg des Reaktionsproduktes, 7-Methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-(1-methyltetrazol-5-ylthiomethyl)-4-carbonsäure, mit dem folgenden NMR-Spektrum (Aceton dg) erhält.

220 (S, 2H, C₂)
266 (S, 2H, C₃) ■ 305 (S, 1H, C₆)
209 (S, 3H, C₇ Methoxy)

234 bis 246 (M, 5H, Amid CH₂, Tetrazolmethyl H) 421 bis 460 (M,.5H, Carboxy H, Thienyl H und N-H) IR (CHCl₃) 1782 cm"¹ ß-Lactamcarbonyl

Beispiel 17

7-Methoxy-7-mandelamido-3-(1-methyltetrazol-5-ylthiomethyl)-

3-cephem-4-carbonsäure

Natrium^-methoxy^-mandelamido^-acetoxymethyl^-cephem^- carboxylat, 1,3 Mol, hergestellt wie in Beispiel 9 beschrieben,

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wird in 15 ml Wasser gelöst und der pH-Wert der Lösung wird durch Zugabe von 0,1η Natriumhydroxyd auf 6,5 eingestellt. Zu der Lösung fügt man 161 mg 1-Methyltetrazol-5-thiol und die Lösung wird unter Rühren^:während 3 Stunden bei 7O⁰C erwärmt. Die Reaktionsmischung wird auf Zimmertemperatur gekühlt und zu der Mischung fügt man 50 ml 20%iges THF/Äthylacetat. Der pH-Wert der Mischung wird mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure auf 2,0 eingestellt und die organische ''Schicht wird abgetrennt. Die wäßrige Schicht wird zweimal mit 20%iger THF/EtOAc gewaschen und die organischen Schichten werden vereinigt. Die organischen Schichten werden über Natriumsulfat getrocknet, dann eingedampft, wobei man 570 mg rohe Reaktionsproduktmischung erhält.

Das Rohprodukt wird in 25 ml THF gelöst und 400 mg Diphenyldiazomethan werden zu der Lösung zugefügt. Die Veresterungsmischung wird bei Zimmertemperatur während 2 Stunden gerührt und dann zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird mit. Chloroform-Petroläthermischung behandelt. Die Lösungsmittel werden eingedampft, wobei man 703 mg der veresterten Reaktionsproduktmischung erhält.

Die veresterte Mischung wird ah präparativen Dünnschichtsilikagelplatten unter Verwendung von Äthylacetat:Benzol (50:50) chromatographiert, wobei man 120 mg Diphenylmethyl-7-methoxy-7-mandelamido-3-(1-methyltetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat erhält.

100 mg des Esters werden in 1 ml einer 50:50-Mischung aus THF und 97%ige** Ameisensäure bei 0°C gelöst. Die Mischung wird auf Zimmertemperatur erwärmt und zur Trockene eingedampft. Äthylacetat wird zugegeben, um den Rückstand zu lösen und die Lösung wird zweimal mit einer gesättigten Lösung aus Natriumbicarbonat extrahiert. Die Bicarbonatextrakte werden vereinigt und dann mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure auf einen pH-Wert von 2,5 angesäuert. Das Produkt wird aus den

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angesäuerten Bicarbonatextrakten mit Äthylacetat extrahiert. Das Äthylacetat wird getrocknet und eingedampft, wobei man 53 mg 7-Methoxy-7-mandelamido-3-(1-methyltetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure mit dem folgenden NMR-Spektrum (60 Megazyklen-Bestimmung in Aceton dg), erhält. ¹ 218 (G, 2H, C₂)

265 (G, 2H, C, Methylen)

305 (S, 1H, C₆) "

205 (S, 3H, C₇ Methoxy) 432 bis 455 (M, 6H, Phenyl und N-H) 310 bis 317 (M, 2H, OH und Amidmethin) 240 (S, 3H, Tetrazolmethyl)'.

Beispiel 18 ^!

Zu 25 ml Tetrahydrofuran bei einer Temperatur von O⁰C fügt man 2 ml einer 1,81 molaren Lösung aus Methyllithium in Äther und 4 ml Methanol. Die Lösung wird auf -80⁰C in einem Trockeneis-Acetonbad gekühlt und 700 mg'Diphenylmethyl-7-[2-(1-äthoxyäthoxy)-2-phenylacetamido]-3-(1-methyltetrazol-2-ylthiomethyl)-3-eephem-4-carboxylat werden zugegeben. Danach .werden 0,155 ml tert.-Butylhypochlorit zugefügt und die Reaktionsmischung wird während 15 Minuten gerührt. 4 ml' Eisessig werden zu der Reaktionsmischung zugegeben und dann wird zur Trockene eingedampft. Das Reaktionsprodukt wird aus der zurückbleibenden Reaktionsproduktmischung entsprechend den Aufarbeitungsverfahren, wie sie 'in den vorhergehenden Beispielen beschrieben sind, isoliert, wobei man 209 mg· Benzhydryl-3-methoxy-7-[2-(1-äthoxyäthoxy)-2-phenylacetamido J-3-(1-methyltetrazol-2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbolxyat der folgenden Formel erhält. ^l ' ■ ι

OH

N; N

H-C-CH-0-CH₂CH₃

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Das Reaktionsprodukt wird in 2 ml einer 5O:5O-Mischung aus TFA und 97%iger Ameisensäure bei O⁰C gelöst. Die Lösung wird auf Zimmertemperatur erwärmt und zur Trockene^; eingedampft. Der Rückstand wird in Äthylacetat gelöst, die Lösung wird mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung extrahiert. Der Bicarbonatextrakt wird mit Chlorwasserstoffsäure auf einen pH-Wert von 2,5 angesäuert und das Produkt wird mit Äthylacetat extrahiert. Der Äthylacetatextrakt wird getrocknet'und zur Trockene eingedampft, wobei man 7-Methoxy-7-niandelamido-3-(1-methyltetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure erhält, die das gleiche NMR- und IR-Spektrum aufweist, wie das Produkt·, das man nach dem in Beispiel 17 beschriebenen Verfahren erhielt.

Beispiel 19

Zu 25 ml Tetrahydrofuran fügt man 2 ml einer 1,8 molaren Lösung aus Methyllithium in Äther. Die Lösung wird auf O⁰C gekühlt und 4 ml Methanol werden zu der Lösung zugefügt. Die Lösung wird dann auf -80⁰C^kUhIt und 468 mg Acetoxymethyl-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-acetoxymethyl-3-cephem-4-carboxylat werden zugegeben, anschließend gibt man 0,143 ml tert.-Butylhypochlorit zu dem Reaktionsgemisch. Die kalte Reäktionsmischung wird 25 Minuten gerührt und danach mit 4 ml Eisessig verdünnt. Die angesäuerte Reaktionsmischung wird zur Trockene eingedampft und die zurückbleibende Reaktionsproduktmischung wird in D4.chlormethan gelöst. Die Lösung wird nacheinander mit gesättigter Natriumchloridlösung, gesättigter Natriumthiosulfatlösung, gesättigter Natriumbicarbonatlösung und schließlich mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen. Die gewaschene Lösung wird getrocknet ^!und dann zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird an präparativen Dünnschichtsilikagelplatten unter Verwendung von Benzol-Äthylacetat (7:3) / chromatographiert. Die Lokalisierung der getrennten Materialien aus dem Chromatogramm erfolgt mit einer ultravioletten Lampe. Das Reaktionsprodukt wurde aus dem Silikagel mit Aceton eluiert. Das Aceton wurde eingedampft, wobei man 202 mg Acetoxymethyl-7-methoxy-7-C2-2-thienyl)-acetamido]-3-acetoxymethyl-3-cephem-4-carboxylat erhielt.

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Claims (1)

1. Patent an sprüche Verbindung der Formel I

   R Wasserstoff, C₁-Cg-AIkJrI, 4-Amino-4-carboxybutyl, Phenyl, substituiertes Phenyl oder eine Gruppe der Formel

   P-(Z)- C-η ,

   bedeutet, worin

   P Phenyl, C^C^-niedrig-Alkylphenyl, Halogenphenyl, Hydroxyphenyl, C^C^-niedrig-Alkoxyphenyl, 2-Thienyl, 3-Thienyl, 2-Furyl, 3-Furyl oder 1-Tetrazyl ;
   Z ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom,
   η O oder 1,

   a Wasserstoff oder C₁-C^-niedrig-Alkyl, _t

   b Wasserstoff, C₁-C^-niedrig-Alkyl, Hydroxy, geschütztes

   Hydroxy, Amino oder geschütztes Amino bedeuten,
   und wenn η 1 darstellt, P Phenyl, C^C^-niedrig-Alkylphenyl, Halogenphenyl, Hydroxyphenyl, C₁-C^-niedrig-Alkoxyphenyl und b Wasserstoff oder C₁-C^-niedrig-Alkyl bedeuten,

   R₁ Wasserstoff, ein Alkalimetallcation oder eine
   leicht entfernbare esterbildende Gruppe,

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   Cj-C^-niedrig-Alkyl, Allyl, Propargyl, Cycloalkyl oder Benzyl bedeuten und Y ein 3-Kohlenstofffragment der Formel

   CH₃ oder ein substituiertes 3-Kohlenstofffragment der Formel

   CH_D

   - CH₂ -

   bedeutet, worin R, Wasserstoff, C₂-C^-Alkanoyloxy, Alkoxy, Cj-C^-Alkylthio, Pyridin

   N N

   N -N

   R₅

   bedeutet, worin R^, R^ und Rg Wasserstoff, Cj-C^ Alkyl, Phenyl, C^-C^-niedrig-Alkylphenyl, C.j-C^-niedrig-Alkoxyphenyl, Halogenphenyl oder Hydroxyphenyl bedeuten oder worin R^ eine Carbamoyloxygruppe der Formel

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   ir -O-C-N

   R₇ ¹¹ X ⁷

   ^R8

   bödeutet, worin Ry und Rg gleich oder verschieden sind und je Wasserstoff oder CpC^-niedrig-Alkyl bedeuten, mit der Begrenzung, daß, wenn R, eine Cp-Alkanoyloxy- oder eine Carbamoyloxygruppe bedeutet, worin Ry und R_Q beide Wasserstoff darstellen, oder wenn Y ein 3-Kohlenstofffragment

   bedeutet, dann bedeutet R₂ C₂-Gr-Alkyl-, Allyl, Propargyl, C^T-Cg-Cycloalkyl oder Benzyl; ■

   und wenn R₂ und R zusammen die Gruppe R₁₀-C^. bedeuten, worin R₁₀ Phenyl, Cj-C^-niedrig-Alkylphenyl, Halogenphenyl, Hydroxyphenyl oder Cj-C^-niedrig-Alkoxyphenyl bedeuten, dann bedeutet Y ein 3-Kohlenstofffragment der Formel

   oder ein substituiertes 3-Kohlenstofffragment der Formel

   A ' ^GH2 - ^R11

   worin R₁₁ Wasserstoff, C₂-CA-Alkanoyloxy, C₁-Ci C₁-C^-Alkylthio oder eine Carbamoyloxygruppe der Formel

   0 R₁₇

   / ⁷

   -0 - C - N

   ^R8

   bedeutet, worin Ry und R_Q die zuvor gegebenen Definitionen besitzen.

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   2. Verbindung gemäß Anspruch 1, worin P 1-Tetrazyl bedeutet.

   3. Verbindung gemäß Anspruch 1, worin P Phenyl, C₁-C^-niedrig-Alkylphenyl, Halogenphenyl, hydroxyphenyl, C^-C^-niedrig-Alkoxyphenyl, 2-Thienyl, 3-Thienyl, 2-Furyl oder 3-Furyl bedeutet.

   4. Verbindung gemäß Anspruch 3, worin Y ein 3-Kohlenstoffragment der Formel '

   oder ein substituiertes 3-Kohlenstofffragment der Formel

   CH₉

   ,C — CHp — tw

   bedeutet.

   5. Verbindung gemäß Anspruch 4, worin R₂ Cg-C^ Alkoxy bedeutet.

   6. ^ Verbindung gemäß Anspruch 5, nämlich 6-Ä'thoxy-6-(2-phenylacetamido)-penicillansäure; 6-n- Propoxy-6-(2,6-dimethoxybenzamido)-penicillansäure; p-Nitrobenzyl-ö-isopropoxy-e-(2-tert.-butyloxycarbamido-2-phenylacetamido)-penicillanat; 6-Äthoxy-6-(2-amino-2-phenylacetamido)-penicillansäure; 7-Methoxy-7-(2-amino-2-phenylacetamido)-3-methyl-3-cephem-4-carbonsäure; 7-Methoxy-7-(2-phenoxyacetamido)-3-methyl-3-cephem-4-carbonsäure; 7-Methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-methoxymethyl-3-cephem-4-carbonsäure; 7-Methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-methylthiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure; oder 7-Methoxy-7-(2-hydroxy-2-phenylacetamido)-3-methyl-3-cephem-4-carbonsäure.

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   Verbindung gemäß Anspruch 4, worin Rp Methyl und

   N

   R,

   bedeuten, worin R^"eine andere Bedeutung als Wasserstoff aufweist.

   8. Verbindung gemäß Anspruch 7, nämlich 7-Methoxy-7-mandelamido-3-(1 -methyltetrazol-5-ylthiomethyl) -3-cephem-4-carbonsäure oder 7-Methoxy-7-[2-(2-thienyl)-acetamido]-3-(1 -methyltetrazol-5-ylthiomethyl) -3-cephem-4-carbonsäure.

   Verbindung gemäß Anspruch 1 der Formel III

   III

   COOR,

   worin R₁ Wasserstoff, ein Alkalimetallkation oder eine leicht entfernbare esterbildende Gruppe, R₁₀ Phenyl, C₁-C.-niedrig-AlkylphenyljHalogenphenyl, Hydroxyphenyl oder ^-C^-niedrig-Alkoxyphenyl, Y ein 3-Kohlenstoffragment der Formel

   CH,

   CH.

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   oder ein substituiertes 3-Kohlenstofffragment der Formel

   ^C - CH₂ - R₃

   bedeutet, worin R, Wasserstoff, C₂-C^-Alkanoyloxy, C₁-C^ Alkoxy, C^-C^-Alkylthio oder eine Carbamoyloxygruppe der Formel O R₇

   - O - C - N

   bedeutet, worin Ry und R_Q gleich oder verschieden sind und je Wasserstoff oder C₁-C^-niedrig-Alkyl bedeuten.

   10. Verbindung gemäß Anspruch 9» worin Y ein substituiertes 3-Kohlenstofffragment der Formel

   C - CH₂ -

   bedeutet.

   11. Verbindung gemäß Anspruch 9» nämlich 3-Methyl-4'-oxo-5' -phenylspiro- [3-cephem-7,2' -oxazolidin ]-4-carbonsäure oder 3-Carbamoyloxymethyl-4'-oxo-5'-phenylspiro-[3-cephem-7,2^f-oxazolidin]-4-carbonsäure.

   12. Verfahren zur Herstellung einer substituierten ß-Lactamverbindung der Formel I gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man

   (a) in einem inerten wasserfreien Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen -90 und -15⁰C einen ß-Lactamester der Formel II

   κ . c.N—T r ι _ιτ

   309,833/1123 ^C00R9

   worin Rg Acetoxymethyl oder eine leicht entfernbare esterbildende Gruppe mit zwischen 2 und 6 Äquiv. pro 1 Äquiv. ß-Lactamester eines Alkalimetallsalzes der Formel

   M⁺-O-R₂

   worin R₂ die oben gegebene Definition besitzt, bedeutet,

   in Anwesenheit eines Überschusses des entsprechenden Alkohols

   der Formel HOR₂ umsetzt,

   (b) man zwischen 1 und 5 Äquiv. des Halogenierungsmittels zufügt, . '

   (c) die Mischung ansäuert und

   (d) den substituierten ß-Lactamester aus der Reaktionsmischung gewinnt und

   (e) wenn R^ Pyridin bedeutet, die Verbindung der Stufen (a) bis (d) herstellt, worin R* Acetoxy bedeutet,und dann die Acetoxyverbindung der Formel I mit Pyridin in einem inerten Lösungsmittel erwärmt, um Acetoxymethyl oder eine leicht entfernbare esterbildende Gruppe abzuspalten.

   13. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin R^

   N N

   ,oder

   Il

   309833/1123

   bedeutet, worin R^, R= und Rg Wasserstoff, C₁-C^-niedrig-Alkyl, Phenyl, Cj-C^-niedrig-Alkylphenyl, Cj-C^-niedrig-Alkoxyphenyl, Halogenphenyl oder Hydroxyphenyl und worin R₂ C₁-C^-niedrig-Alkyl, Allyl, Propargyl, C^-Cg-Cycloalkyl oder Benzyl bedeuten.

   14. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß R, Wasserstoff, C₂-C^-Alkanoyloxy, C₁-C^-AIkOXy, C₁-C^- Alkylthio oder eine Carbamoyloxygruppe der Formel

   0 R₇

   -0 - C - N

   bedeutet, worin R₇ und R_Q gleich oder verschieden sind und je Wasserstoff oder C₁-Cλ-niedrig-Alkyl bedeuten und worin R₂ C₁-C^-niedrig-Alkyl, Allyl, Propargyl, C^-Cg-Cycloalkyl oder Benzyl bedeutet.

   15· Verfahren gemäß Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß man als Chlorierungsmittel tert.-Butylhypochlorit -verwendet.

   16. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man als Chlorierungsmittel tert.-Butylhypochlorid verwendet.

   17. ^vVerfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Y ein 3-Kohlenstofffragment der Formel

   CH₃ *

   bedeutet.

   18. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß R₂ Cj-C/.-niedrig-Alkoxy bedeutet.

   309&33/1123

   19. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß R-2 C^-C^-niedrig-Alkoxy bedeutet.

   20; Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Rp C^-Cλ-niedrig-Alkoxy bedeutet.

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