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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen und wertvollen Cephalosporinverbindungen, insbesondere von 7-acylierten, 3-substituierten Cephalosporinverbindungen.
Es ist bekannt, dass Cephalosporine auf verschiedene Arten hergestellt werden können. Es wurden schon verschiedene Cephalosporinderivate nach verschiedenen Methoden hergestellt und für den therapeutischen Ge- ! brauch zur Behandlung bakterieller Infektionen getestet. Bei der therapeutischen Verwendung der Cephalosporinantibiotika, besonders bei oraler Verabreichung, werden diese nicht zu einer genügenden Menge konzentriert bzw. nicht in genügender Menge absorbiert, um eine zufriedenstellende Hemmung des Wachstums der infek- tiösen Bakterien zu bewirken. Selbst wenn solche Cephalosporinderivate in recht hoher Konzentration absorbiert werden, sind diese häufig gegen eine Reihe von Organismen nicht genügend aktiv.
Es wurde nun gefunden, dass einige nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte neue Cephalosporin- verbindungen bei oraler Verabreichung in genügender Menge absorbiert werden, um das Wachstum infektiöser
Organismen zu hemmen, und sich so wertvoll erwiesen bei der oralen Behandlung von bakteriellen Infektionen, wie sie durch Staphylokokken und andere infektiöse Mikroorganismen verursacht werden.
Es ist daher Ziel der Erfindung, neue und wertvolle 7-acylierte, 3-substituierte Cephalosporinverbindungen zu schaffen, die als antibakterielle Mittel bei der Behandlung von Krankheiten, wie sie von verschiedenen
Mikroorganismen, einschliesslich gram-positiver und gram-negativer Bakterien, verursacht werden, nützlich sind, und die sich besonders darin auszeichnen, dass sie auch bei oraler Verabreichung in genügend hoher Kon- zentration absorbiert werden, um das Wachstum der Mikroorganismen zu verhindern.
Die neuen 7-acylierten, 3-substituierten Cephalosporinverbindungen können durch die folgende allge- meine Formel (I) dargestellt werden :
EMI1.1
worin R 1 Wasserstoff, nied. Alkyl, Aryl, Thienyl oder Furyl ; ? eine nied. Alkylgruppe oder Aryl-nied. alkylgruppe bedeutet, welche beide gegebenenfalls durch Halo- gen, nied. Alkoxy oder Aryloxy substituiert sein können ; eine Aryl- oder Aryloxygruppe, welche jeweils durch Halogen, Hydroxy, Nitro, Amino, nied. Alkyl, nied. Alkoxy, nied. Alkylcarbonyloxy oder nied. Al-
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gruppen jeweils durch ein Sauerstoffatom unterbrochen sein können ; R3 Wasserstoff, Azido oder eine Heterocyclomercaptogruppe und
M Wasserstoff oder ein pharmazeutisch verwendbares Kation bedeuten.
Der Ausdruck "Heterocyclomercapto" umfasst N-haltige Ringe, wie Thiazolyl-, Thiadiazolyl-, Oxydiazolyl- oder Tetrazolylringe. Die N-haltigen Ringe sowie die Thienyl-und Furylreste können gegebenenfalls durch Halogenatome, Amino-, Mercapto-nied. Alkyl- oder nied. Alkylthiogruppen substituiert sein.
Der Ausdruck"nied. Alkyl"bedeutet gegebenenfalls substituierte geradkettige oder verzweigte aliphatische
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Als Beispiele für Arylreste seien erwähnt : Phenyl, Naphthyl, Chlorphenyl, Hydroxyphenyl, Nitrophenyl, Aminophenyl, Tolyl, Methoxyphenyl, Acetoxyphenyl, Methylthipphenyl u. dgl.
Ferner können a-Hydroxysäurederivate der 3-substituierten Aminocephalosporansäuren für den Gebrauch gemäss der Erfindung nach herkömmlichen Methoden aus o-Hydroxysäuren und 3-substituierten Aminocephalosporansäuren synthetisiert werden.
Wenn die betreffenden Cephalosporinderivate in Form ihrer freien Säuren in die Reaktion eingesetzt werden, so kann diese in Gegenwart einer Base, wie Alkalihydroxyd, Alkalibicarbonat oder einer organischen Base, wie Trialkylamin oder einer Pufferlösung, wie Phosphatpuffer, durchgeführt werden. Bei Abwesenheit einer solchen Base oder einer solchen Pufferlösung können die Salze der Säuren verwendet werden.
Die Ausgangsverbindungen der allgemeinen Formel (II) können hergestellt werden durch Umsetzung von Verbindungen der Formel
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in welcher R3 und M die obige Bedeutung haben, mit o-Hydroxysäuren der allgemeinen Formel
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in welcher Rl die obige Bedeutung hat, oder deren reaktiven Derivaten. Die so erhaltenen o-Hydroxysäure- derivate der 3-substituierten Aminocephalosporansäuren der allgemeinen Formel
EMI2.3
in welcher R\ R ? und M die obigen Bedeutungen haben, werden sodann erfindungsgemäss einer weiteren Reaktion unterworfen.
Die gewünschten Verbindungen werden erhalten durch Acylierung der Verbindungen der allge- meinen Formel (II) mit Carbonsäuren der allgemeinen Formel R-COOH, (II !) in welcher Fe die gleiche Bedeutung wie oben hat, oder deren reaktiven Derivaten.
Die Acylierungsreaktion kann in der herkömmlichen Art durchgeführt werden, z. B. in einem Lösungsmittel, wie Dichlormethan, Chloroform, Tetrahydrofuran, Aceton oder Wasser, oder in irgend einem andern geeigneten Lösungsmittel. Bevorzugte Lösungsmittel sind wässeriges Aceton, Tetrahydrofuran und Wasser. Die Reaktion wird bevorzugt bei Raumtemperatur durchgeführt, ist jedoch von den Reaktionsmitteln abhängig. Wenn die a-substituierten Essigsäuren in ihrer freienForm eingesetzt werden, kann die Acylierung in Gegenwart eines Kondensationsmittels, wie z. B. N, NI -Dicyclohexylcarbodiimid, N, NI -Diisopropylcarbodiimid ode dgl., durchgeführt werden. Bei Verwendung der reaktiven Derivate dieser Säuren kann die Acylierung in Abwesenheitsol- cher Kondensationsmittel durchgeführt werden.
Als geeignete reaktive Derivate seien erwähnt die Säurehalogenide, aktiven Ester, die Säureanhydride oder gemischten Anhydride mit andern Carbonsäuren.
Der (X-Hydroxysäureteil der erwähnten Verbindungen kann ebenfalls ein asymmetrisches Kohlenstoffatom enthalten und daher in zwei optisch-aktiven Formen, der D- und L-Form, vorkommen. Es versteht sich, dass die Erfindung sowohl die D- und L-Form als auch die DL-Gemische mit umfasst.
Alle Reaktionskomponenten, die im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden, sind entweder im Handel erhältlich oder können nach bekannten Methoden oder durch eine Reihe von analogen Methoden, wie sie zur Herstellung solcher Reaktionsmittel eben geeignet sind, hergestellt werden.
Erfindungsgemäss werden während der Reaktion ausfallende Niederschläge vom Reaktionsgemisch durch übliche Methoden abgetrennt und die erhaltenen Reaktionsprodukte werden routinemässigen Reinigungsvorgängen unterworfen, wie z. B. Umkristallisation aus einem geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch.
Die erfindungsgemäss hergestellten neuen Verbindungen können als Säuren nach herkömmlichen Methoden in die pharmazeutisch anwendbaren, im wesentlichen nicht giftigen Salze umgewandelt werden, z. B. durch Reaktion mit Alkalihydroxyd, Alkalibicarbonat, Alkalicarboxylat oder mit einer organischen Base. Bevorzugt werden Natriumsalze. Die bevorzugte Methode besteht darin, die Säure in einem Lösungsmittel aufzulösen, in welchem das Salz unlöslich ist, und zu der Lösung die salzbildende Verbindung oder Base hinzuzufügen, wobei das Salz aus dem Reaktionsgemisch ausfällt.
Die erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen zeigen eine hohe antibakterielle Wirksamkeit und hemmen das Wachstum einer Anzahl von Mikroorganismen, einschliesslich gram-positiver und gram-negativer Bakterien.
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Wie bereits erwähnt, besitzen die erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen. den Vorteil, selbst bei oraler Verabreichung in der Galle und im Harn in so hoher Konzentration ausgeschieden zu werden, dass das
Wachstum der krankheitserregenden Mikroorganismen gehemmt wird. Für die therapeutische Anwendung wer- den die erfindungsgemäss erhaltenen Cephalosporinverbindungen in Form pharmazeutischer Zubereitungen ver- abreicht, in welchen die betreffenden Verbindungen in Gemisch mit pharmazeutisch geeigneten organischen oder anorganischen, festen oder flüssigen Streckmitteln vorliegen, so dass sie für die orale oder parenterale
Verabreichung geeignet sind. Die pharmazeutischen Zubereitungen können in fester Form als Kapseln, Tablet- ten oder Dragees vorliegen, oder in flüssiger Form als Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen.
Wenn erwünscht, können den obigen Zubereitungen auch Hilfsstoffe, Stabilisierungsmittel. Netzmittel oder Emulgatoren, Puffer und andere für gewöhnlich verwendete Additive beigemischt werden.
Die Dosierung der erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen wird im allgemeinen vom Alter und vom Zustand des Patienten abhängig sein, doch haben sich durchschnittliche Einzeldosen von etwa 100 mg, 250 mg und 500 mg als wirkungsvoll in der Behandlung von bakteriellen Infektionskrankheiten erwiesen. Im allgemeinen können Mengen zwischen 10 und etwa 1000 mg und sogar noch mehr verabreicht werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher beschreiben, ohne sie jedoch zu beschränken.
Beis pie I 1 : 7 - (D-2-Acetoxy - 2-phenylacetamido} -3- (5-methyl-l, 3, 4-thiadiazol-2-ylthiomethyl) -3- - cephem-4-carÏonsäure.
Eine Lösung von 0, 1 g 7- (D-2-Hydroxy-2-phenylacetamido)-3- (5-methyl-l, 3, 4-thiadiazol-2-ylthiome- thyl)-3-cephem-4-carbonsäure in 20 ml Acetylchlorid wurde 3 h auf 600C unter Rühren erhitzt und dann zu einer öligen Substanz eingedampft. Diese wurde in 15 ml Natriumbicarbonatlösung gelöst und die Lösung mit 100 ml Äther extrahiert. Die wässerige Schicht wurde abgetrennt, mit Salzsäure auf einen pH-Wert 2 angesäuert und sodann mit 150 ml Äthylacetat extrahiert. Nach dem Waschen mit Salzlösung wurde der Extrakt eingedampft, wobei 50 mg der obigen Verbindung in Form eines Pulvers erhalten wurden, Fp. 91 bis 980C (Zersetzung).
Bei Verwendung anderer entsprechender Ausgangsprodukte an Stelle von Cephalosporansäure oder der Natriumsalze derselben und a-substituierten Hydroxysäuren oder ihrer Säurehalogenide wurden bei Einsatz äquimolekularer Mengen nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 1 beschrieben, die folgenden 7-acylierten, 3-substituierten Cephalosporansäuren erhalten :
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Die Verbindungen zeigen die folgenden physikalischen Eigenschaften :
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<tb>
<tb> Beispiel <SEP> UV
<tb> Nr. <SEP> Fp. <SEP> C <SEP> #max <SEP> (m ) <SEP> E1%
<tb> 1cm
<tb> 2 <SEP> 86 <SEP> - <SEP> 88 <SEP> 272 <SEP> 251
<tb> 3 <SEP> 160-160, <SEP> 5 <SEP> 273 <SEP> 296
<tb> 4 <SEP> 91-mu <SEP> 273 <SEP> 264
<tb> 5 <SEP> 230-232 <SEP> 267 <SEP> 184
<tb> 6 <SEP> 175 <SEP> - <SEP> 180 <SEP> 264 <SEP> 185
<tb> 7 <SEP> 120 <SEP> - <SEP> 125 <SEP> 265 <SEP> 176
<tb> 8 <SEP> 126 <SEP> - <SEP> 130 <SEP> 264.
<SEP> 156
<tb> 9 <SEP> 267 <SEP> 215
<tb> 10 <SEP> 137 <SEP> - <SEP> 139 <SEP> 267 <SEP> 204
<tb> 11 <SEP> 271') <SEP> 228
<tb> 12 <SEP> 130 <SEP> - <SEP> 132 <SEP> 271 <SEP> 210
<tb> 13 <SEP> 143 <SEP> - <SEP> 145
<tb> 14 <SEP> 273 <SEP> 248
<tb> 15 <SEP> 153 <SEP> - <SEP> 155 <SEP> 273 <SEP> 238
<tb> 16 <SEP> 115 <SEP> - <SEP> 120 <SEP> 270 <SEP> 173
<tb> 17 <SEP> 118 <SEP> - <SEP> 123 <SEP> 270 <SEP> *) <SEP> 157
<tb> 18 <SEP> 80-88 <SEP> 267 <SEP> 162
<tb> 19 <SEP> 115 <SEP> - <SEP> 122 <SEP> 267 <SEP> (inf) <SEP> 156
<tb> 20 <SEP> 89 <SEP> - <SEP> 90 <SEP> 270 <SEP> 194
<tb> 21 <SEP> 140 <SEP> - <SEP> 141 <SEP> 270 <SEP> 187
<tb> - <SEP> 22 <SEP> 162-163 <SEP> 272 <SEP> 238
<tb> 23 <SEP> 187 <SEP> - <SEP> 190
<tb> 24 <SEP> 155 <SEP> - <SEP> 160 <SEP> 272 <SEP> 228
<tb> 25 <SEP> 187 <SEP> - <SEP> 188 <SEP> 272 <SEP> 228
<tb> 26 <SEP> 202 <SEP> - <SEP> 204 <SEP> 272 <SEP> *)
<SEP> 232
<tb> 27 <SEP> 182-185 <SEP> 271-272") <SEP> 217
<tb> 28 <SEP> IM-IM <SEP> 272 <SEP> 220
<tb> 29 <SEP> 173 <SEP> - <SEP> 178 <SEP> 272 <SEP> 210
<tb> 30 <SEP> 219 <SEP> - <SEP> 220 <SEP> 272 <SEP> *) <SEP> 234
<tb> 31 <SEP> 98 <SEP> - <SEP> 100 <SEP> 272 <SEP> 230
<tb> 32 <SEP> 105 <SEP> - <SEP> 110 <SEP> 272 <SEP> 191
<tb> 33 <SEP> 189-193 <SEP> 223*) <SEP> 308 <SEP>
<tb> 273') <SEP> 213
<tb> 34 <SEP> 135 <SEP> - <SEP> 140 <SEP> 271 <SEP> 216
<tb> 35 <SEP> 147 <SEP> - <SEP> 151 <SEP> 232 <SEP> - <SEP> 233*) <SEP> 358
<tb> 271 <SEP> *) <SEP> 204
<tb> 36 <SEP> 120 <SEP> - <SEP> 127 <SEP> 268 <SEP> 245
<tb>
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<tb>
<tb> Beispiel <SEP> UV
<tb> Nr. <SEP> Fp.
<SEP> C <SEP> #max <SEP> (m ) <SEP> E1cm1%
<tb> 37 <SEP> 165 <SEP> - <SEP> 170 <SEP> 274 <SEP> 367
<tb> 38 <SEP> 272 <SEP> 390
<tb> 39 <SEP> 272 <SEP> 366
<tb> 40 <SEP> 152 <SEP> - <SEP> 158 <SEP> 371 <SEP> 202
<tb> 41 <SEP> 170 <SEP> - <SEP> 175 <SEP> 371 <SEP> 175
<tb> 42 <SEP> 160 <SEP> - <SEP> 165 <SEP>
<tb> 43 <SEP> 150 <SEP> - <SEP> 154
<tb> 44 <SEP> 100 <SEP> - <SEP> 103 <SEP> 240 <SEP> 314
<tb> 270 <SEP> (int) <SEP> 193
<tb> 45 <SEP> 149 <SEP> - <SEP> 151 <SEP> 240 <SEP> 286
<tb> 270 <SEP> (inf) <SEP> 187
<tb> 46 <SEP> 91 <SEP> - <SEP> 94 <SEP> 240 <SEP> 280
<tb> 265 <SEP> 194
<tb> 47 <SEP> 243 <SEP> 288
<tb> 271 <SEP> 224
<tb> 48 <SEP> 125 <SEP> - <SEP> 128
<tb> 49 <SEP> 160 <SEP> - <SEP> 170 <SEP> 243 <SEP> 252
<tb> 270 <SEP> (tint) <SEP> 207
<tb> 50 <SEP> 81-83 <SEP> 237 <SEP> 310
<tb> 273 <SEP> (tint)
<SEP> 221
<tb> 51 <SEP> 121 <SEP> - <SEP> 126 <SEP>
<tb> 52 <SEP> 230 <SEP> 238 <SEP> 242
<tb> 273 <SEP> (inf) <SEP> 204
<tb> 53 <SEP> 110 <SEP> - <SEP> 113 <SEP> 240 <SEP> 307
<tb> 270 <SEP> (int) <SEP> 234
<tb> 54 <SEP> 152 <SEP> - <SEP> 154 <SEP> 240 <SEP> 270
<tb> 270 <SEP> 227
<tb> 55 <SEP> 110 <SEP> - <SEP> 117 <SEP> 238 <SEP> 287
<tb> 272 <SEP> 213
<tb> 56 <SEP> 184 <SEP> - <SEP> 186 <SEP> 235 <SEP> *) <SEP> 404
<tb> 272*) <SEP> 246
<tb> 57 <SEP> 70-75 <SEP> 270*) <SEP> 189
<tb> 58 <SEP> 119 <SEP> - <SEP> 124 <SEP> 270 <SEP> 176
<tb> 59 <SEP> 145-155 <SEP> 270*) <SEP> 216
<tb> 60 <SEP> 120 <SEP> - <SEP> 125 <SEP> 270 <SEP> *) <SEP> 180 <SEP>
<tb>
Die UV-Spektren wurden in Phosphat-Puffer (PH-Wert 6,4) beobachtet, ausser bei den mit *) bezeichneten Proben, die in Wasser beobachtet wurden.
Die erfindungsgemäss erhaltenen, neuen Verbindungen zeigen eine gewisse Wirksamkeit gegen eine Auzahl von Mikroorganismen. Die Wirksamkeit der Verbindungen wird in der Hemmkonzentration (MHK) angegeben, welche nach der üblichen Serien-Agar-Verdünnungsmethode bestimmt wird. Die Bestimmungen wurden mit Hilfe eines Glukose-Bouillon-Nährbodens durchgeführt.
Dieser wurde für 24 bis 72 h bei 300C inkubiert und die MHK der Verbindungen, ausgedrückt in mcg/ml Substanz, die das Wachstum der Organismen verhinderte, bestimmt.
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Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erhalten :
EMI15.1
<tb>
<tb> Verbindung <SEP> Staphylokokkus <SEP> aureus <SEP> Bacillus <SEP> subtilis
<tb> gemäss <SEP> 209-P <SEP> ATCC <SEP> 6633
<tb> Beispiel <SEP> 45 <SEP> 0,78 <SEP> 0,20
<tb> Beispiel <SEP> 54 <SEP> 0,39 <SEP> 0,39
<tb>
Wie schon erwähnt, zeigen einige der erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen hervorragende Vorteile beim Gebrauch als orales Antibiotikum.
Die Natriumsalzverbindung des Beispiels 13 und ein bestimmtes im i Handel erhältliches Cephalosporin wurden getestet, 3 mg der betreffenden Verbindungen in 0,5 ml destilliertem
Wasser wurden oral an wahllos zusammengestellte Gruppen von 8 Mäusen verabreicht, die vorher mit von
Kranken isolierten Staphylokokken infiziert worden waren. Als Kontrolle wurde ebenfalls 8 infizierten Mäusen nur destilliertes Wasser verabreicht. 10 Tage nach der Verabreichung wurde an der Kontrollgruppe eine lOOige
Mortalität beobachtet, während bei den mit dem Natriumsalz des Beispiels 13 behandelten Tieren nur eine 12, 5% igue Mortalität festgestellt wurde. Beim Handelsprodukt wurde dagegen eine 37, zigue Sterberate beob- achtet.