Die Erfindung betrifft Cephalosporinderivate der allgemeinen
Formel (I):
worin R¹ für ein Wasserstoffatom oder eine übliche Amino-
Schutzgruppe steht; und R² eine geradkettige oder verzweigte
Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine
Allyl-, 2-Butenyl- oder 3-Butenylgruppe bedeutet oder für
die Gruppe
steht, worin R³ und R⁴ jeweils unabhängig voneinander für
ein Wasserstoffatom, eine Methyl- oder Ethylgruppe stehen,
oder R³ und R⁴ zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an
das sie gebunden sind, einen Cycloalkylidenring mit 3
bis 5 Kohlenstoffatomen bilden, und deren nichttoxische,
pharmazeutisch verträgliche Salze, physiologisch hydrolysierbare
Ester und Solvate, sowie Verfahren zu ihrer
Herstellung und pharmazeutische Mittel, die diese Verbindungen
enthalten.
Die GB-PS 13 99 086 beschreibt eine große Zahl von Cephalosporinen
der Formel
worin R ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe
bedeutet, Ra eine veretherte, einwertige, organische
Gruppe, die über ein Kohlenstoffatom an das Sauerstoffatom
gebunden ist, bedeutet, B für S oder S → O
steht, und P eine organische Gruppe bedeutet. Die 2-Aminothiazol-
-yl-Gruppe befindet sich jedoch nicht unter
den R-Substituenten. Es fehlt auch jeder Hinweis, daß P
N-Methylpyrrolidiniummethyl (oder ein weiterer, gesättigter,
Stickstoff enthaltender Ring, der über sein
Stickstoffatom an die 3-Methylgruppe gebunden ist und der
einen weiteren Substituenten an dem Stickstoffatom aufweist)
sein kann. Einen ähnlichen Offenbarungsgehalt haben
die US-PS 39 71 778 und die Ausscheidungen
40 24 133, 40 24 137, 40 64 346, 40 33 950, 40 79 178,
40 91 209, 40 92 477 und 40 93 803 davon.
Die US-PS 42 78 793 beschreibt eine große Zahl Cephalosporinderivate
der Formel
worin die Variablen R₁, R₂, R₃, R₄, X und A die allgemeinen
Definitionen der entsprechenden Substituenten der
in der vorliegenden Anmeldung beanspruchten Verbindungen
der Formel I umfassen. In den 20 Spalten, in denen die
verschiedenen Substituenten definiert werden, in der
78seitigen Tabelle mit Strukturformeln und in den 225
Beispielen ist jedoch nicht beschrieben, daß A auch
N-Methylpyrrolidiniummethyl (oder ein weiterer, gesättigter,
Stickstoff enthaltender, heterocyclischer Ring),
das über sein Stickstoffatom an die 3-Methylgruppe gebunden
ist und das einen weiteren Substituenten am Stickstoffatom
aufweist, sein kann. Die GB-PS 16 04 971 ist
das britische Äquivalent dazu und beschreibt im wesentlichen
den gleichen Sachverhalt. Die formal offenbar in
keiner Beziehung dazu stehende GB-PS 20 28 305 hat den
gleichen, breiten Offenbarungsgehalt, wobei A jedoch nur
ein Wasserstoffatom bedeutet.
Die DE-OS 28 05 655 beschreibt 7-[2-(2-Aminothiazol-4-
yl)-2-(syn)-methoxyiminoacetamido]-cephalosporansäure-
Derivate der allgemeinen Formel
worin R¹NH eine gegebenenfalls geschützte Aminogruppe
bedeutet, R² für ein Halogenatom oder für eine gegebenenfalls
substituierte Hydroxy-, Thiol- oder Aminogruppe
steht und COOR eine gegebenenfalls veresterte Carboxylgruppe
bedeutet. Weiter wird beschrieben, daß, wenn R²
eine Aminogruppe bedeutet, diese disubstituiert sein
kann und die Substituenten zusammen mit dem N-Atom inter
alia eine Pyrrolidinogruppe bilden können. Die N-Methylpyrrolidiniummethyl-
Gruppe (oder eine andere quaternäre
Ammoniumgruppe) wird jedoch nicht erwünscht, und der
Substituent R² kann auch nicht über eine Methylengruppe
an die 3-Stellung gebunden sein.
Die US-PS 42 78 671 beschreibt 7-[2-(2-Aminothiazol-1-4-
yl)-2-(syn)-methoxyiminoacetamido]cephalosporin-Derivate
der allgemeinen Formel
worin R₂NH eine gegebenenfalls geschützte Aminogruppe bedeutet
und R₃ für ein Wasserstoffatom oder "den Rest einer
nucleophilen Verbindung" steht. Der Ausdruck "Rest
einer nucleophilen Verbindung" ist breit definiert, wobei
festgestellt wird, daß R³ "alternativ eine quaternäre
Ammoniumgruppe sein kann". Dabei werden Pyridinium, verschieden
substituiertes Pyridinium, Chinolinium, Picolinium
und Lutidinium als quaternäre Ammoniumgruppen beschrieben.
Es fehlt jedoch jeder Hinweis, daß die quaternäre
Ammoniumgruppe ein gesättigtes, Stickstoff enthaltendes,
heterocyclisches Ringsystem sein kann, das über
sein Stickstoffatom gebunden ist und das einen weiteren
Substituenten am Stickstoffatom aufweist. Die GB-PS
15 81 854 ist das britische Äquivalent dazu und hat den
im wesentlichen gleichen Offenbarungsgehalt. Weitere
Patente der gleichen Anmelderin, welche formal in keiner
Beziehung hierzu stehen, aber einen ähnlichen Offenbarungsgehalt
aufweisen, sind die US-PS 40 98 888 und die
Ausscheidungen US-PS 42 03 899, 42 05 180 und 42 98 606
sowie die GB-PS 15 36 281.
Die US-PS 41 68 309 (entspricht der DE-OS 27 44 135) beschreibt Cephalosporinderivate der
allgemeinen Formel
worin R für Phenyl, Thienyl oder Furyl steht; Ra und Rb
unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl,
Phenyl, Naphthyl, Thienyl, Furyl, Carboxy, Alkoxycarbonyl
oder Cyano stehen, oder Ra und Rb bilden zusammen
mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind,
einen Cycloalkyliden- oder Cycloalkenylidenring; m und n
jeweils für 0 oder 1 stehen, wobei die Summe von m und n
0 oder 1 ist; und R¹ zusammen mit dem Stickstoffatom, an
das es gebunden ist, breit definiert ist, aber inter alia
keinen gesättigten, 5gliedrigen Ring bedeuten kann. Die
Verbindung der Formel
wird in Beispiel 5 beschrieben. Die GB-PS 15 91 439 ist
das britische Äquivalent hierzu und hat im wesentlichen
den gleichen Offenbarungsgehalt. Es gibt keinen Hinweis
in diesem Patent, daß der Substituent R die 2-Aminothiazol-
4-yl-Gruppe sein kann oder daß der Imino-Substituent
die Carboxylgruppe nicht aufweist.
Die Erfindung betrifft Cephalosporinderivate der allgemeinen
Formel (I):
worin R¹ ein Wasserstoffatom oder eine übliche Amino-
Schutzgruppe bedeutet und R² eine geradkettige oder verzweigte
Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine
Allyl-, 2-Butenyl- oder 3-Butenylgruppe bedeutet oder
für eine Gruppe
steht, worin R³ und R⁴ jeweils unabhängig voneinander
ein Wasserstoffatom, eine Methyl- oder Ethylgruppe bedeuten,
oder R³ und R⁴ zusammen mit dem Kohlenstoffatom,
an das sie gebunden sind, einen Cycloalkylidenring mit
3 bis 5 Kohlenstoffatomen bilden, und deren nichttoxische,
pharmazeutisch verträgliche Salze und physiologisch
hydrolysierbare Ester. Die Erfindung umfaßt auch die
Solvate (einschließlich der Hydrate) der Verbindungen der
Formel I sowie die tautomeren Formen der Verbindungen der
Formel I, z. B. die 2-Iminothiazolin-4-yl-Form der 2-Aminothiazol-
4-yl-Gruppe.
Wie aus der Strukturformel ersichtlich, können die Verbindungen
der Formel I bezüglich der Alkoxyimino(oder
Alkenyloxyimino)-Gruppe oder der Carboxy-substituierten
Alkoxyiminogruppen in "syn"- oder "Z"-Konfiguration vorliegen.
Da die Verbindungen geometrische Iosmere darstellen,
können sie teilweise auch in Form des "anti"-Isomeren
vorliegen. Die Erfindung umfaßt Verbindungen der
Formel I, die wenigstens 90% des "syn"-Isomeren enthalten.
Vorzugsweise sind die Verbindungen der Formel I
"syn"-Isomere, die im wesentlichen frei von den entsprechenden
"anti"-Isomeren sind.
Die pharmazeutisch verträglichen Salze der Verbindungen
der Formel I umfassen Salze mit anorganischen Basen, wie
Alkalimetallsalze (z. B. Natrium- und Kaliumsalze) und Erdalkalimetallsalze
(z. B. Calciumsalze), Ammoniumsalze,
Salze mit organischen Basen (z. B. mit Triethylamin,
Procain, Phenethylbenzylamin, Dibenzylethylendiamin und
anderen organischen Basen, die auf dem Penicillin- und
Cephalosporin-Gebiet verwendet werden) und Säureadditionssalze
(z. B. Salze mit Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure,
Ameisensäure, Salpetersäure, Schwefelsäure,
Methansulfonsäure, Phosphorsäure, Essigsäure oder Trifluoressigsäure)
und weitere Säuren, die auf dem Penicillin-
und Cephalosporin-Gebiet verwendet wurden. Die physiologisch
hydrolysierbaren Ester umfassen Acyloxyalkylester,
z. B. (Niedrig)Alkanoyl-(niedrig)-alkylester, wie
Acetoxymethyl, Acetoxyethyl, Pivaloyloxymethyl.
Die Basensalze und die Ester können mit jeder
Carboxylgruppe der Verbindungen der Formel I gebildet
werden.
Die Verbindungen der Formel I, worin R¹ für ein Wasserstoffatom
steht, weisen eine starke antibakterielle Aktivität
gegen verschiedene grampositive und gramnegative
Bakterien auf und sind zur Behandlung bakterieller Infektionen
bei Mensch und Tier brauchbar. Die Verbindungen
der Formel I können in üblicher Weise unter Verwendung
bekannter, pharmazeutischer Träger und Exzipientien
zur parenteralen Verabreichung formuliert werden und
können in Dosiseinheitsform oder in Behältern zur Mehrfachdosierung
dargeboten werden. Die Mittel können in
Form von Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen in öligen
oder wäßrigen Vehikeln vorliegen und können übliche Dispergier-,
Suspendier- oder Stabilisierungsmittel enthalten.
Die Mittel können auch in Form eines Trockenpulvers
zur Rekonstruktion bei der Anwendung, z. B. mit sterilem,
pyrogenfreiem Wasser, vorliegen. Die Verbindungen
der Formel I können auch als Suppositorien unter Verwendung
üblicher Suppositorien-Grundlagen, wie Kakaobutter
oder anderen Glyceriden, formuliert werden. Falls gewünscht,
können die erfindungsgemäßen Verbindungen in
Kombination mit weiteren Antibiotika, wie Penicillinen
oder weiteren Cephalosporinen, verabreicht werden.
Bei Formulierung in Dosiseinheitsform enthalten die erfindungsgemäßen
Mittel vorzugsweise etwa 50 bis etwa
1500 mg Wirkstoff der Formel I. Die Dosierung zur Behandlung
von Erwachsenen liegt vorzugsweise im Bereich von
etwa 500 bis etwa 5000 mg/Tag in Abhängigkeit von der
Häufigkeit und der Art der Verabreichung. Bei intramuskulärer
oder intravenöser Verabreichung an Erwachsene ist
normalerweise eine Gesamtdosis von etwa 750 bis etwa
3000 mg/Tag in mehreren Gaben ausreichend, obwohl höhere
tägliche Dosen von einigen der erfindungsgemäßen Verbindungen
im Falle von Pseudomonas-Infektionen wünschenswert
sein können.
Von den Verbindungen der Formel I sind diejenigen bevorzugt,
in denen R¹ ein Wasserstoffatom bedeutet und R²
für eine Methyl- oder Ethylgruppe steht oder R³ und R⁴
jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder
eine Methylgruppe bedeuten. Bei den bevorzugtesten Verbindungen
steht R² für eine Methylgruppe oder R³ und R⁴
bedeuten jeweils eine Methylgruppe. Zur Bewertung der erfindungsgemäßen
Verbindungen wurde die minimale Hemmkonzentration
(MIC) der erfindungsgemäßen Verbindungen und
zweier Vergleichsverbindungen (Cefotaxim und Ceftazidim)
mit Hilfe der Zweifach-Reihen-Verdünnungsmethode in
Mueller-Hinton-Agar gegenüber 32 Stämmen von Testorganismen
in sechs Gruppen bestimmt. Die geometrischen Mittel
der in diesem Versuch bestimmten MIC-Werte sind in den
Tabellen 1 und 4 zusammengestellt.
Es ist ersichtlich, daß alle getesteten Verbindungen
wirksamer als Cefotaxim gegen die (G-)-II- und (G-)-III-
Gruppen der Testorganismen waren, wobei die bevorzugteste
Verbindung Ia bedeutend wirksamer war. Alle gestesten
Verbindungen waren gegen die (G+)-Ia- und (G+)-Ib-Gruppen
der Testorganismen wirksamer als Ceftazidim, wobei die
bevorzugteste Verbindung Ia gegen alle Gruppen von Testorganismen
außer (G-)-III, die gegen Ceftazidim etwas
empfindlicher war, bedeutend wirksamer war als Ceftazidim.
Die Absorption der bevorzugtesten Verbindung Ia und der
Vergleichsverbindungen (Cefotaxim und Ceftazidim) wurde
nach einer einzigen intramuskulären Injektion der Testverbindungen
(gelöst in p.1M-Phosphatpuffer; pH 7) in einer
Dosis von 20 mg/kg an Mäusen bestimmt. Blutproben vom
Orbitalsinus wurden in heparinisierte Kapillarröhrchen gegeben
und in Mueller-Hinton-Medium unter Verwendung von
Morganella morganii A9695 als Testorganismus analysiert.
Die Blutspiegelwerte bei verschiedenen Zeitabständen, die
Werte für die Halbwertszeit (t 1/2) und die Flächen unter
der Kurve (AUC) sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Es wurden auch Untersuchungen durchgeführt, um zu bestimmen,
welche Organismen gegenüber der bevorzugten Verbindung
der Formel Ia, Cefotaxim und Ceftazidim, resistent
sind. Die MIC-Werte dieser drei Verbindungen gegenüber
140 Enterobacteriaceae-Stämmen wurden in Mueller-Hinton-
Medium bestimmt. Ein MIC-Wert von gleich oder größer 8
für wenigstens eine der Testverbindungen wurde willkürlich
als Anzeichen für einen resistenten Organismus festgelegt.
27 der 240 Stämme erwiesen sich als resistent gegenüber
wenigstens einer der Testverbindungen. Die Ergebnisse,
welche drei Organismen als resistent gegenüber
der Verbindung Ia, fünfzehn Organismen als resistent gegenüber
Ceftazidim und achtzehn Organismen als resistent
gegenüber Cefotaxim ausweisen, sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
Blutspiegelwerte nach intramuskulärer Verabreichung an Mäuse (20 mg/kg)
Resistenz (MIC=8 µg/ml) gegenüber einer oder mehreren
Testverbindungen bei 240 Enterobacteriaceae-Stämmen in
Mueller-Hinton-Medium
Geometrisches Mittel der MIC-Werte (mcg/ml)
Es ist ersichtlich, daß die Verbindung Ie gegenüber der
(G-)-II-Gruppe der Testorganismen wirksamer war als
Cefotaxim und gegenüber der (G-)-III-Gruppe der Testorganismen
(Ps. aeruginosa) bedeutend wirksamer als
Cefotaxim war. Die Verbindung war gegenüber allen Gruppen
gramnegativer Testorganismen außer (G-)-III (Ps.
aeruginosa), welche etwas empfindlicher gegenüber Ceftazidim
war, wirksamer als Ceftazidim.
Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Herstellung
der Verbindungen der Formel I. Es gibt zwei grundlegende
Verfahren zur Überführung eines leicht zugänglichen Ausgangs-
Cephalosporins in ein anderes Cephalosporin mit
verschiedenen Substituenten in den 7- und 3-Stellungen.
Man kann zuerst den 7-Substituenten entfernen und ihn
durch den gewünschten 7-Substituenten ersetzen und anschließend
den gewünschten 3-Substituenten einführen.
Alternativ kann man zuerst den gewünschten 3-Substituenten
einführen und anschließend den 7-Substituenten austauschen.
Die Verbindungen der Formel I können nach beiden
Verfahren hergestellt werden, welche von der Erfindung
umfaßt werden, wobei es jedoch bevorzugt ist, zuerst
den gewünschten 7-Substituenten und dann den gewünschten
3-Substituenten einzuführen. Das bevorzugte Verfahren
ist nachstehend im Reaktionsschema 1 erläutert, wohingegen
das alternative Verfahren im Reaktionsschema 2 gezeigt
ist. Die Abkürzung "Tr" bedeutet die Trityl-(triphenylmethyl)-
Gruppe, die eine bevorzugte Amino-Schutzgruppe
darstellt. Die Abkürzung "Ph" bedeutet die Phenylgruppe.
Der -CH(Ph)₂-Rest ist somit die Benzhydrylgruppe,
welche eine bevorzugte Carboxyl-Schutzgruppe ist.
Die Reaktionsschemata 3 und 4 erläutern die Herstellung
der Verbindung (Ie), in der R¹ für ein Wasserstoffatom
und R³ und R⁴ jeweils für eine Methylgruppe stehen.
Obwohl die obigen Reaktionsschemata bevorzugte mehrstufige
Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel
I zeigen, können auch andere Ausgangsmaterialien und Verfahren
zur Herstellung der in der Schlüsselstufe jedes
Reaktionsschemas verwendeten Zwischenprodukte zur Anwendung
kommen. Die entscheidende Stufe im Reaktionsschema 1
ist die Reaktion der Verbindung VII mit N-Methylpyrrolidin.
Verbindung VII kann auch nach anderen Verfahren hergestellt
werden. In ähnlicher Weise ist die entscheidende Stufe im
Reaktionsschema 2 die Acylierung der Verbindung XII mit
Verbindung IV. Beide Verbindungen XII und IV können auch
nach anderen Verfahren hergestellt werden.
Die entscheidende Stufe im Reaktionsschema 3 ist die Reaktion
der Verbindung VIa mit N-Methylpyrrolidin. Verbindung
VIa kann auch nach anderen Verfahren hergestellt
werden. In ähnlicher Weise ist die entscheidende Stufe im
Reaktionsschema 4 die Acylierung der Verbindung XII mit
Verbindung IIIa′. Beide Verbindungen XII und IIIa′ können
auch nach anderen Verfahren hergestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Verbindungen
der allgemeinen Formel (I):
worin R² eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Allyl-, 2-Butenyl-
oder 3-Butenylgruppe bedeutet oder für eine Gruppe
steht, worin R³ und R⁴ jeweils unabhängig voneinander
ein Wasserstoffatom, eine Methyl- oder Ethylgruppe bedeuten
und R³ und R⁴ zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an
das sie gebunden sind, einen Cycloalkylidenring mit 3
bis 5 Kohlenstoffatomen bilden, und der nichttoxischen,
pharmazeutisch verträglichen Salze, physiologisch hydrolysierbaren
Ester und Solvate davon, ist dadurch gekennzeichnet,
daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel
(XIV):
worin R² die oben angegebene Bedeutung besitzt, B¹ eine
übliche Carboxyl-Schutzgruppe bedeutet und B² eine übliche
Amino-Schutzgruppe darstellt, mit N-Methylpyrrolidin
umsetzt, wobei man eine Verbindung der allgemeinen Formel
(XV):
erhält, und anschließend alle Schutzgruppen in an sich
bekannter Weise entfernt;
oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (XIVa):
worin R³ und R⁴ die oben angegebenen Bedeutungen besitzen,
B¹ und B³ übliche Carboxyl-Schutzgruppen bedeuten und B²
für eine übliche Amino-Schutzgruppe steht, mit N-Methylpyrrolidin
umsetzt, wobei man eine Verbindung der allgemeinen
Formel (XVa):
erhält, und anschließend alle Schutzgruppen in an sich
bekannter Weise entfernt.
Die Reaktion wird in einem nichtwäßrigen, organischen
Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, Chloroform, Ethylether,
Hexanethylacetat, Tetrahydrofuran, Acetonitril,
oder in Mischungen derartiger Lösungsmittel
durchgeführt. Die Reaktion wird bequemerweise bei einer
Temperatur von etwa -10° bis etwa +50°C, vorzugsweise
bei Raumtemperatur, durchgeführt. Wenigstens 1 Mol
N-Methylpyrrolidin sollte pro Mol der Verbindung XIV oder
XIVa zur Anwendung kommen; vorzugsweise verwendet man einen
Überschuß an N-Methylpyrrolidin von etwa 50 bis 100%.
Zur Anwendung als B¹ und B³ in obiger Reaktion geeignete
Carboxyl-Schutzgruppen sind dem Fachmann bekannt und umfassen
Aralkylgruppen, wie Benzyl, p-Methoxybenzyl, p-
Nitrobenzyl und Diphenylmethyl (Benzhydryl); Alkylgruppen,
wie t-Butyl; Halogenalkylgruppen, wie 2,2,2-Trichlorethyl,
und weitere, in der Literatur, z. B. der GB-PS
13 99 086, beschriebene Carboxyl-Schutzgruppen. Vorzugsweise
verwendet man Carboxyl-Schutzgruppen, die durch
Behandlung mit Säure leicht abgespalten werden können. Besonders
bevorzugte Carboxyl-Schutzgruppen sind die Benzhydryl-
und t-Butyl-Gruppe.
Zur Anwendung als B² geeignete Amino-Schutzgruppen sind
ebenfalls bekannt und umfassen die Tritylgruppe und Acylgruppen,
wie Chloracetyl. Amino-Schutzgruppen, die leicht
durch Behandlung mit Säure, wie die Tritylgruppe, entfernt
werden können, sind bevorzugt.
Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Herstellung
der Verbindungen der allgemeinen Formel (I):
worin R² eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Allyl-, 2-Butenyl-
oder 3-Butenylgruppe oder eine Gruppe
bedeutet,
worin R³ und R⁴ jeweils unabhängig voneinander
ein Wasserstoffatom, eine Methyl- oder Ethylgruppe bedeuten
oder R³ und R⁴ zusammen mit dem Kohlenstoffatom,
an das sie gebunden sind, einen Cycloalkylidenring mit
3 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten, und der nichttoxischen,
pharmazeutisch verträglichen Salze, physiologisch
hydrolysierbaren Ester und Solvate davon, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß man eine Verbindung der allgemeinen
Formel (XVI):
oder ein N-Silylderivat davon, worin B¹ ein Wasserstoffatom
oder eine übliche Carboxyl-Schutzgruppe bedeutet,
mit einem acylierenden Derivat einer Säure der allgemeinen
Formel (XVII):
worin B² eine übliche Amino-Schutzgruppe bedeutet und R²
die oben angegebene Bedeutung hat, acyliert, wobei man
eine Verbindung der allgemeinen Formel (XV):
erhält, und anschließend alle Schutzgruppen entfernt;
oder eine Verbindung der allgemeinen Formel XVI oder ein
N-Silylderivat davon mit einem acylierenden Derivat einer
Säure der allgemeinen Formel (XVIIa):
worin B² eine übliche Amino-Schutzgruppe bedeutet, B³
eine übliche Carboxyl-Schutzgruppe bedeutet und R³ und
R⁴ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom,
eine Methyl- oder Ethylgruppe bedeuten oder R³ und R⁴
zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden
sind, einen Cycloalkylidenring mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen
bilden, acyliert, wobei man eine Verbindung der
allgemeinen Formel (XVa):
erhält, und anschließend alle Schutzgruppen entfernt.
Die acylierenden Derivate der Säure der Formeln XVII
oder XVIIa umfassen Säurehalogenide (und insbesondere
Säurechloride), gemischte Säureanhydride (wie Säureanhydride
mit Pivalinsäure oder einem Halogenformiat, wie
Ethylchlorformiat) und aktivierte Ester (wie sie mit N-
Hydroxybenztriazol in Gegenwart eines Kondensationsmittels,
wie Dicyclohexylcarbodiimid, gebildet werden). Die
Acylierung kann auch unter Verwendung der freien Säure
der Formeln XVII und XVIIa in Gegenwart eines Kondensationsmittels,
wie Dicyclohexylcarbodiimid, Carbonyldiimidazol
oder einem Isoxazoliumsalz, erfolgen. Der
hier verwendete Ausdruck "acylierendes Derivat" der
Säure der Formeln XVII oder XVVI umfaßt die freie Säure
in Gegenwart eines Kondensationsmittels, wie oben beschrieben.
Das bevorzugte acylierende Derivat der Säure
der Formeln XVII oder XVIIa ist das Säurechlorid, das
vorzugsweise in Gegenwart eines säurebindenden Mittels
(und insbesondere eines tertiären Amins, wie Triethylamin,
Dimethylanilin oder Pyridin, als säurebindendem
Mittel) verwendet wird.
Bei Durchführung der Acylierung mit einem Säurehalogenid
ist es möglich, in wäßrigem Medium zu arbeiten, ein
nichtwäßriges Medium ist jedoch bevorzugt. Wenn man zur
Acylierung Anhydride, aktivierte Ester oder die freie
Säure in Gegenwart eines Kondensationsmittels verwendet,
sollte das Reaktionsmedium nicht wäßrig sein. Besonders
bevorzugte Lösungsmittel zur Acylierung sind halogenierte
Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid und Chloroform,
es können jedoch auch tertiäre Amine, wie Dimethylacetamid
oder Dimethylformamid, sowie weitere, herkömmliche
Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, Acetonitril,
zur Anwendung kommen.
Die Acylierung kann bei einer Temperatur von etwa -50°
bis etwa +50°C durchgeführt werden. Vorzugsweise liegt
die Temperatur jedoch bei oder unterhalb Raumtemperatur
und am bevorzugtesten zwischen etwa -30° und etwa 0°C.
Üblicherweise ist es bevorzugt, die Verbindung der Formel
XVI mit ener ungefähr stöchiometrischen Menge an Acylierungsmittel
der Formel XVII oder XVIIa zu acylieren, es
kann jedoch auch ein geringer Überschuß (z. B. 5 bis 25%)
an Acylierungsmittel zur Anwendung kommen.
Vorzugsweise werden die Verbindungen der Formel XVI in
Form ihrer N-Silylderivate (bei Verwendung eines nicht
wäßrigen Reaktionsmediums) acyliert. Dies erfolgt bequemerweise
in situ, indem man ein geeignetes Silylierungsmittel
(z. B. N,O-Bis-trimethylsilylacetamid) zu der Lösung
der Verbindung XVI vor der Zugabe des Acylierungsmittels
der Formeln XVII oder XVIIa gibt. Die Verwendung
von etwa 3 Mol Silylierungsmittel/Mol Verbindung XVI ist
bevorzugt, dieses Molverhältnis ist jedoch nicht entscheidend.
Der Silylrest wird nach der Acylierung leicht
durch Zugabe von Wasser entfernt.
Die acylierenden Säuren der Formeln XVII oder XVIIa
einschließlich ihrer Derivate mit einer Carboxyl- und
Amino-Schutzgruppe sind bekannt oder können nach bekannten
Verfahren hergestellt werden. (Z)-2-(2-t-Butoxycarbonylprop-
2-oxyimino)-2-(2-tritylamino-thiazol-4-yl)-essigsäure
(IIIa) wurde nach dem in der US-PS 42 58 041 und
der GB-PS 20 25 398 beschriebenen, allgemeinen Verfahren
hergestellt. Der in diesen Publikationen beschriebene
Schmelzpunkt betrug 152 bis 156°C (Zers.), die erfindungsgemäß
hergestellte Verbindung schmolz jedoch bei
174 bis 175°C (Zers.).
Herstellungsbeispiel 1
Ethyl-(Z)-2-methoxyimino-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-
acetat (IIIa)
Eine Mischung von Ethyl-(Z)-2-hydroxyimino-2-(2-tritylamino-
thiazol-4-yl)-acetat (II) (5,00 g, 10,9 mMol),
CH₃J (2,04 ml, 32,8 mMol) und K₂CO₃ (4,54 g, 32,8 mMol)
in trockenem Dimethylsulfoxid (DMSO) (100 ml) wurde über
Nacht bei Raumtemperatur gerührt und anschließend in
250 ml Wasser gegossen. Der gebildete Niederschlag wurde
abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei
man die Titelverbindung erhielt (5,15 g, quantitative
Ausbeute); Fp. 115°C (Zers.).
NMR: δ CDCl₃, ppm: 1,32 (3 H, t), 3,98 (3 H, s), 4,30 (2 H,
q), 6,42 (1 H, s), 7,2 (1 H, m), 7,25 (15 H, s).
Die Verbindungen IIIb, IIIc und IIId wurden nach obigem
allgemeinen Verfahren hergestellt, wobei man jedoch das
Methyljodid durch das entsprechende Jodid ersetzte.
Herstellungsbeispiel 2
(Z)-2-Methoxyimino-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-essigsäure
(IVa)
Der gemäß Herstellungsbeispiel 1 erhaltene Ethylester
IIIa (6,00 g, 12,7 mMol) in 120 ml Ethanol wurde mit
12,7 ml 2 N NaOH über Nacht bei Raumtemperatur behandelt.
Man stellte den pH der Reaktionsmischung durch Zugabe
von gepulvertem Trockeneis auf 8 ein und verdampfte das
Lösungsmittel unter vermindertem Druck. Der Rückstand
wurde in 100 ml Wasser gelöst, die Lösung mit 1 N HCl auf
pH 2 angesäuert und anschließend mit 3×50 ml Ethylacetat
extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden mit
gesättigter, wäßriger NaCl-Lösung gewaschen, getrocknet
und verdampft. Den Rückstand kristallisierte man aus
Ethylacetat-Hexan, wobei man 5,56 g (Ausbeute 98%)
der Titelverbindung erhielt, Fp. 138 bis 143°C (Zers.).
NMR: δ CDCl₃, ppm: 3,89 (3 H, s), 6,52 (1 H, s), 7,2 (15 H, s).
Die Verbindungen IVb, IVc und IVd wurden nach dem obigen
allgemeinen Verfahren hergestellt.
Herstellungsbeispiel 3
Benzhydryl-3-hydroxymethyl-7-phenylacetamido-3-cephem-
4-carboxylat (VIII)
Zu einer gerührten Suspension aus Phosphatpuffer (pH 7;
162,5 ml) und Weizenkleie (20 g; trocken) gibt man bei
Raumtemperatur auf einmal 7-Phenylacetamidocephalosporansäure-
natriumsalz (5 g; 12,1 mMol). Das Fortschreiten
der Reaktion wurde mittels HPLC verfolgt, bis die Hydrolyse
vollständig war (5 h). Man filtrierte die Suspension
zur Entfernung der Weizenkleie und kühlte das Filtrat
auf 5 bis 10°C zur extraktiven Veresterung. Zu der gekühlten
Lösung gab man 32 ml Methylenchlorid und danach
eine 0,5-M-Diphenyldiazomethanlösung in 24 ml Methylenchlorid.
Der pH wurde dann mit 28%iger Phosphorsäure auf
3,0 eingestellt. Nach 1 h läßt man die Temperatur der
Reaktionsmischung auf 20°C steigen. Man gibt langsam
56 ml Heptan zu und filtriert die erhaltene, kristalline
Titelverbindung ab. Die Ausbeute an Titelverbindung betrug
3,0 g (50%).
Herstellungsbeispiel 4
Benzhydryl-7-amino-3-chlormethyl-3-cephem-4-carboxylat (V)
Zu einer Aufschlämmung von PCl₅ (8,3 g; 40 mMol) in
100 ml CH₂Cl₂ gab man Pyridin (3,2 g; 40 mMol) und rührte
die Mischung 20 min bei 20°C. Zu dieser Mischung gab man
unter Rühren bei -40°C auf einmal Benzhydryl-3-hydroxymethyl-
7-phenylacetamido-3-cephem-4-carboxylat (5,1 g;
10 mMol), hergestellt gemäß Herstellungsbeispiel 3. Man
rührte die Mischung 15 min bei -10°C und ließ sie dann
7 h bei -10 bis -15°C stehen. Die gekühlte Lösung (-20°C)
wurde mit 10 ml Propan-1,3-diol versetzt. Die Mischung
wurde 16 h bei -20°C stehengelassen und anschließend 20 min
bei Raumtemperatur gerührt. Die erhaltene Lösung wurde
mit 2×20 ml Eis-Wasser und 10 ml gesättigter, wäßriger
NaCl-Lösung gewaschen, über MgSO₄ getrocknet und im Vakuum
eingeengt. Der gummiartige Rückstand (12 g) wurde in einer
Mischung von CHCl₃ und n-Hexan (2 : 1) gelöst und unter
Verwendung einer Silikagelsäule (200 g) und dem gleichen
Lösungsmittel als Eluierungsmittel chromatographiert.
Diejenigen Fraktionen, die die Titelverbindung enthielten,
wurden im Vakuum verdampft. Der Rückstand wurde mit
n-Hexan verrieben, wobei man die Titelverbindung (2,1 g;
51%), Fp. <110°C (Zers.), erhielt.
IR: ν KBr 3400, 2800, 1785, 1725 cm-1.
UV: λ 265 nm (E 160).
NMR: δ DMSO-d₆+CDCl₃, ppm 3,69 (2 H, s), 4,43 (2 H, s),
5,09 (1 H, d, J=4,5 Hz), 5,24 (1 H, d, J=4,5 Hz),
6,87 (1 H, s), 7,3 (10 H, m).
Beispiel 1
7-[(Z)-2-Methoxyimino-2-(2-aminothiazol-4-yl)-acetamido]-
3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-3-cephem-4-carboxylat
(Ia)
A. Benzhydryl-3-chlormethyl-7-[(2)-2-methoxyimino-2-(2-
tritylaminothiazol-4-yl)-acetamido]-3-cephem-4-carboxylat
(VIa′)
Benzhydryl-7-amino-3-chlormethyl-3-cephem-4-carboxylat,
hergestellt gemäß Herstellungsbeispiel 4, (2,29 g;
5,52 mMol) in 57 ml CH₃CN wurde mit Bis-(trimethylsilyl)-
acetamid (BSA; 4,09 ml; 16,6 mMol) 50 min bei Raumtemperatur
behandelt, wobei man eine klare Lösung erhielt.
Zu dieser Lösung gab man eine Säurechloridlösung, die
aus (Z)-2-Methoxyimino-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-
essigsäure (IVa) (2,04 g; 4,60 mMol) und PCl₅ (1,15 g;
5,52 mMol) in 20 ml Methylenchlorid hergestellt wurde.
Man rührte die Mischung 30 min bei Raumtemperatur, goß
sie in 200 ml kaltes Wasser und extrahierte mit 3×
100 ml Ethylacetat. Die vereinigten Extrakte wurden mit
wäßriger NaCl gewaschen, getrocknet und verdampft. Der
sirupartige Rückstand (4 g) wurde an einer Silikagelsäule
(150 g) chromatographiert, indem man nacheinander
mit 10 : 1- und 3 : 1-Mischungen von Toluol und Ethylacetat
eluierte. Diejenigen Fraktionen, die die gewünschte Verbindung
enthielten, wurden vereinigt und verdampft, wobei
man 2,61 g (68%) der Verbindung VIa′ als amorphes
Pulver erzielt.
NMR: δ CDCl₃ 3,50 (2 H, s), 4,02 (3 H, s), 4,33 (2 H, s),
4,98 (1 H, d), 5,87 (1 H, q), 6,65 (1 H, s),
6,90 (1 H, s), 7,3 (25 H, m).
Benzydryl-3-jodmethyl-7-[(Z)-2-methoxyimino-2-(2-
tritylaminothiazol-4-yl)-acetamido]-3-cephem-4-carboxylat
(VIIa′)
Eine Mischung von 3-Chlormethylderivat (VIa′) (1,50 g;
1,79 mMol) und NaJ (1,34 g; 8,93 mMol) in 30 ml Methylethylketon
wurde 2 h bei Raumtemperatur gerührt. Nach
Verdampfen des Lösungsmittels wurde der Rückstand in
100 ml Ethylacetat gelöst und mit Wasser, wäßrigem
Na₂S₂O₃ und wäßrigem NaCl gewaschen, getrocknet und verdampft,
wobei man die Titelverbindung VIIa′ (1,47 g;
89%) als amorphes Pulver erhielt.
NMR: δ CDCl₃, ppm: 3,55 (2 H, ABq), 4,00 (3 H, s), 4,25 (2 H,
s), 4,97 (1 H, d), 5,80 (1 H, q), 6,65 (1 H, s),
6,90 (1 H, s), 7,3 (25 H, m).
7-[(Z)-2-Methoxyimino-2-(2-aminothiazol-4-yl)-acetamido]-
3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-3-cephem-
4-carboxylat (Ia)
Eine Mischung von VIIa′ (4,5 g; 4,83 mMol) und N-Methylpyrrolidin
(0,65 ml; 6,28 mMol) in 45 ml CH₂Cl₂ wurde
20 min bei Raumtemperatur gerührt. Zu der Mischung gab
man 300 ml Ether, um das quaternäre Salz des blockierten
Cephalosporins abzuscheiden, das abfiltriert und mit
90%iger Trifluoressigsäure (TFA) (40 ml) 1 h bei Raumtemperatur
behandelt wurde. Die Mischung wurde dann unterhalb
20°C bei vermindertem Druck verdampft. Der Rückstand
wurde mit Ether verrieben, wobei man das TFA-Salz
von Ia (2,40 g) erhielt, das in 5 ml Methanol gelöst
und mit einer 1-M-Lösung von Natrium-2-ethylhexoat (SEH)
in 8 ml Ethylacetat 30 min bei Raumtemperatur behandelt
wurde. Nach Zugabe von 100 ml Ethylacetat wurde der gebildete
Niederschlag (1,94 g) abfiltriert. Eine HPLC-
Analyse ergab, daß das Rohprodukt eine Reinheit von 7%
aufwies, daß das Verhältnis von Δ³- zu Δ²-Isomerem 1 : 8
betrug. Reinigung des Produktes mit HPLC wurde dreimal
wiederholt [Lichrosorb RP-18; 8×300 mm; eluiert mit
5%igem wäßrigem CH₃OH oder 0,01 M Ammoniumphosphatpuffer
(pH 7,2), der 5% CH₃OH enthielt], wobei man 35 mg (2,5%)
der Titelverbindung in Form eines farblosen Pulvers erhielt.
Geschätzte Reinheit (HPLC) 90%, 150°C (Zers.).
IR: ν max , KBr, 1770, 1660, 1620 cm-1.
UV: λ max , Phosphatpuffer (pH 7), nm ( ε )
235 (16 200), 258 (15 400).
NMR: δ D₂O, ppm: 2,31 (4 H, m), 3,08 (3 H, s), 3,63 (4 H, m),
4,09 (3 H, s), 5,43 (1 H, d, J=4,8 Hz), 5,93 (1 H, d),
7,08 (1 H, s).
Beispiel 2
7-[(Z)-2-Methoxyimino-2-(2-aminothiazol-4-yl)-acetamido]-
3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-3-cephem-4-carboxylat
(Ia)
Zu einer gerührten Lösung von 20,4 g (21,9 mMol) VIIa′ in
150 ml trockenem Methylenchlorid wurden bei Raumtemperatur
auf einmal 2,42 g (28,5 mMol) 1-Methylpyrrolidin gegeben.
Die Mischung wurde 5 min gerührt und anschließend
unter heftigem Rühren in 1000 ml Ether gegossen, wobei
man einen Niederschlag erhielt, der abfiltriert, mit
5×30 ml Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet wurde.
Man erhält 19,3 g des blockierten Produktes in Form eines
blaßgelben Pulvers.
IR: ν max KBr - 3400, 1780 (s), 1740, 1675, 1530 cm-1.
TLC: Lösungsmittel Ethanol-CHCl₃ (1 : 3), Rf=0,30
(Rf=0,95 für VIIa′).
Der Feststoff wurde in 185 ml Trifluoressigsäure-Wasser
(99 : 1) gelöst, 1 h bei Raumtemperatur gerührt und unterhalb
10°C auf ca. 30 ml eingeengt. Das Konzentrat wurde
unter heftigem Rühren in 1000 ml Ether gegossen, wobei
sich ein Niederschlag bildete, der abfiltriert, mit
5×40 ml Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet wurde,
wobei man 10,6 g eines blaßgelben Pulvers erhielt. Das
Pulver löste man in 20 ml Methanol und filtrierte die Lösung.
Zu dem Filtrat gab man 45 ml 0,8 M SEH in Ethylacetat.
Die erhaltene Suspension wurde zu 400 ml Ethylacetat
gegossen und filtriert, wobei man 8,08 g eines
Feststoffs erhielt, der gemäß HPLC-Analyse (Lichrosorb
RP-18, 10 bis 15% Methanol in 0,01 M Phosphatpuffer; pH 7)
aus einer Mischung der Titelverbindung und des entsprechenden
Δ²-Isomeren (Δ³/Δ²=1 : 8) bestand. Ein zweiter
Ansatz von 28,9 g (41,0 mMol) VIIa′ ergab 16,0 g Rohprodukt
(Δ³/Δ²=1 : 8). Isolierung des gewünschten Δ³-Isomeren
aus dem vereinigten Rohprodukt (24,08 g) unter Verwendung
von präparativer HPLC (System 500, Waters
Associates; PrepPAK 500/C₁₈; 5-10% CH₃OH) ergab 769 mg
der Verbindung Ia.
Beispiel 3
7-[(Z)-2-Methoxyimino-2-(2-aminothiazol-4-yl)-acetamido]-
3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-3-cephem-
4-carboxylat (Ia)
Es wurde eine Reihe von Versuchen unternommen, um den
Effekt des Lösungsmittels, der Menge an Lösungsmittel
und der Reaktionszeit auf die Ausbeute an Verbindung Ia
und auf das Δ³/Δ²-Verhältnis im Reaktionsprodukt zu untersuchen.
Das allgemeine Verfahren war wie folgt.
Zu einer Suspension des 3-Jodmethylderivats VIIa′ (45 mg;
0,048 mMol) in der angegebenen Menge des angegebenen
Lösungsmittels wurde eine Lösung von N-Methylpyrrolidin
(0,01 ml; 0,097 mMol) in 0,1 ml Ether gegeben. Die Mischung
wurde während der angegebenen Zeitspanne bei Raumtemperatur
gerührt. Man verdünnte die Reaktionsmischung
mit 5 ml Ether, filtrierte den erhaltenen Niederschlag
ab und vermischte ihn mit 90% TFA. Die Mischung wurde 1 h
gerührt und unter vermindertem Druck unterhalb 20°C zur
Trockene eingeengt, wobei man das Produkt erhielt. Das
Verhältnis von Δ³/Δ² im Produkt wurde mit HPLC [Lichrosorb
RP-18; mobile Phase 0,01 M Ammoniumphosphatpuffer
(pH 7,2), enthaltend 15% CH₃OH; Retentionszeit: Δ³=
6,60 min; Δ²=5,56 min] bestimmt. Die Ausbeute an Produkt
und das Verhältnis von Δ³/Δ²-Isomeren sind für
jeden Versuch nachstehend zusammengestellt.
Beispiel 4
7-[(Z)-2-Ethoxyimino-2-(2-aminothiazol-4-yl)-acetamido]-
3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-3-cephem-4-carboxylat
(Ib)
A. Benzhydryl-3-chlormethyl-7-[(Z)-2-ethoxyimino-2-(2-
tritylaminothiazol-4-yl)-acetamido]-3-cephem-4-carboxylat
(VIb′)
Zu einer Lösung von (Z)-2-Ethoxyimino-2-(2-tritylaminothiazol-
4-yl)-essigsäure (IVb) (1,095 g; 2,4 mMol) in
20 ml Dichlormethan gab man 500 mg Phosphorpentachlorid.
Nach 1stündigem Rühren bei Raumtemperatur gab man die Mischung
auf einmal zu einer eisgekühlten Lösung von Verbindung
V (1,083 g; 2,4 mMol) und 1 ml BSA in 20 ml Dichlormethan.
Man rührte die Reaktionsmischung 0,5 h und
goß sie dann in 10%ige wäßrige NaHCO₃ (200 ml) und extrahierte
mit 100 ml CHCl₃. Der Extrakt wurde mit Wasser
gewaschen, über MgSO₄ getrocknet und unter vermindertem
Druck verdampft.
Der Rückstand wurde an einer Silikagelsäule chromatographiert.
Eluierung mit CHCl₃ ergab VIb als amorphes Pulver
(176 g; 86%).
NMR: δ CdCl₃, ppm: 1,40 (3 H, t, CH₂CH₃), 3,53 (2 H, ABq,
2-CH₂), 4,37 (2 H, S, -CH₂Cl), 4,60 (2 H, q, -CH₂CH₃),
4,90 (1 H, d, g-H), 5,89 (1 H, d, 7-H), 6,88 (1 H, s,
Thiazol-H), 6,91 (1 H, s, Benzhydryl-CH).
B. Diphenylmethyl-7-[(Z)-2-ethoxyimino-2-(2-tritylaminothiazol-
4-yl)-acetamido]-3-jodmethyl-3-cephem-4-carboxylat
(VIIb)
Eine Mischung von VIb (1,07 g; 1,25 mMol) und NaJ (562 mg;
2,75 mMol) in 20 ml Aceton wurde 1 h gerührt. Man filtrierte
die Mischung, goß das Filtrat in Wasser und extrahierte
mit Ethylacetat. Die organische Schicht wurde nacheinander
mit 5%iger wäßriger Na₂S₂O₃, Wasser und gesättigter,
wäßriger NaCl gewaschen, über MgSO₄ getrocknet und verdampft,
wobei man 1,04 g (89%) an Verbindung VIIb erhielt.
NMR: δ CDCl₃, ppm: 3,55 (2 H, q, 2-CH₂), 4,27 (2 H, s,
CH₂-J), 5,02 (1 H, d, 6-H), 5,87 (1 H, d, 7-H),
6,68 (1 H, s, Thiazolring-H), 6,93 (1 H, s, Benzhydryl-CH).
C. 7-[(Z)-2-ethoxyimino-2-(2-aminothiazol-4-yl)-acetamido]-
3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-3-cephem-
4-carboxylat (Ib)
Eine Mischung von VIIb (333 mg; 0,35 mMol) und N-Methylpyrrolidin
(60 mg; 0,7 mMol) in 5 ml CH₂Cl₂ wurde 0,5 h
bei Raumtemperatur gerührt und anschließend im Vakuum
verdampft. Der Rückstand wurde mit Ether gewaschen und in
90%iger wäßriger TFA gelöst. Nach 0,5stündigem Stehenlassen
bei Raumtemperatur wurde die Mischung unter vermindertem
Druck konzentriert. Man gab Ether zum Konzentrat,
um das quaternisierte Produkt abzuscheiden, das
abfiltriert und in einer geringen Menge Methanol gelöst
wurde. Die Lösung wurde über eine HP-2-Säule (40 ml)
chromatographiert. Eluierung mit 30%igem wäßrigem CH₃OH
und anschließende Lyophilisierung ergab 0,062 g einer
Mischung von Δ²- und Δ³-Isomeren (Δ² : Δ³=5 : 1). Die Mischung
wurde mit HPLC (Lichrosorb RP-18; 8×300 mm; 15%
Methanol) gereinigt, wobei das gewünschte Δ³-Isomere
(Ib) als blaßgelbes Pulver isoliert wurde (4,9 mg; 2,7%).
UV: λ max , Phosphatpuffer (pH 7), nm ( ε ) 235 (15 000),
258 (14 000).
NMR: δ D₂O, ppm: 1,43 (3 H, t) 2,33 (4 H, m), 3,10 (3 H, s),
3,64 (4 H, m), 4,36 (2 H, q), 5,44 (1 H, d),
5,95 (1 H, d), 7,08 (1 H, s).
Beispiel 5
7-[(Z)-2-(2-Propoxyimino)-2-(2-aminothiazol-4-yl)-acetamido]-
3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-3-cephem-
4-carboxylat (Ic)
A. Diphenylmethyl-3-chlormethyl-7-[(Z)-2-(2-propoxyamino)-
2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-acetamido]-3-
cephem-4-carboxylat (VIc)
Eine Mischung von (Z)-2-(2-Propoxyimino)-2-(2-tritylamino-
thiazol-4-yl)-essigsäure (IVc) (701 mg; 1,5 mMol)
und Phosphorpentachlorid (344 mg; 1,65 mMol) in 14 ml
Dichlormethan wurde 1 h bei Raumtemperatur gerührt und
in eine Lösung von Verbindung V (677 mg; 1,5 mMol) und
BSA (1,1 ml; 4,5 mMol) in 15 ml Dichlormethan gegossen.
Man rührte die Reaktionsmischung 30 min bei Raumtemperatur,
verdünnte mit 200 ml Ethylacetat und 3×100 ml Wasser,
trocknete über Natriumsulfat und verdampfte, wobei
man 1,4 g (100%) an Verbindung VIc erhielt.
IR: ν max , KBr 3360, 3020, 3060, 2960, 1785, 1725, 1680,
1520, 1500, 1450, 1375, 1300, 1250, 1160, 1090,
1060, 1010, 990, 840, 740, 700 cm-1.
UV: λ max , EtOH, nm ( ε ) 240 (24 600), 250 (20 700).
NMR: w, CDCl₃, ppm: 1,35 (6 H, d, J=6 Hz), 3,50 (2 H, s),
4,35 (2 H, s), 4,58 (1 H, m, J=6 Hz), 5,00 (1 H, d,
J=4,5 Hz), 5,91 (1 H, dd, J=4,5 u. 9 Hz; d durch
D₂O, J=4,5 Hz), 6,68 (1 H, s), 6,88 (1 h, s),
7,25 (25 H, s).
B. Diphenylmethyl-3-jodmethyl-7-[(Z)-2-(2-propoxyimino)-
2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-acetamido]-3-cephem-4-
carboxylat (VIIc)
Eine Mischung von Verbindung VIc (500 mg; 0,55 mMol)
und Natriumjodid (248 mg; 1,66 mMol) in 10 ml Aceton
wurde 50 min bei Raumtemperatur gerührt. Der nach dem Verdampfen
verbliebene Rückstand wurde in 15 ml Ethylacetat
gelöst, nacheinander mit 10 ml 10%igem wäßrigem Natriumthiosulfat,
10 ml Wasser und 10 ml wäßriger NaCl gewaschen,
über Natriumsulfat getrocknet und verdampft, wobei
man 494 mg (90%) der Titelverbindung (VIIc) erhielt.
IR: ν max , KBr 3360, 3040, 3020, 2960, 1785, 1720, 1680,
1600, 1520, 1500, 1450, 1370, 1300, 1230, 1150,
1115, 1080, 990, 900, 840, 750, 700 cm-1.
UV: λ max , EtOH, nm ( ε ) 240 (24 900), 260 (19 400).
NMR: δ, CDCl₃, ppm: 1,30 (6 h, d, J=6 Hz), 3,37 und 3,70
(jeweils 1 H, d, J=16 Hz), 4,22 (2 H, d), 4,55 (1 H,
m, J=6 Hz), 4,95 (1 H, d. J=4,5 Hz), 5,83 (1 H, dd,
J=4,5 und 9 Hz; d durch D₂O), 6,66 (1 H, s),
6,87 (1 H, s), 7,25 (25 H, s).
C. 7-[(Z)-2-(2-Propoxyimino-2-(2-aminothiazol-4-yl)-acetamido]-
3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-3-cephem-
4-carboxylat (Ic)
Eine Mischung von Verbindung VIIc (545 mg; 0,55 mMol) und
1-Methylpyrrolidin (70 mg; 0,82 mMol) in 10 ml Dichlormethan
wurde 30 min bei Raumtemperatur gerührt und mit
100 ml Ether verdünnt. Der erhaltene Niederschlag wurde
abfiltriert. Eine Lösung des Niederschlags in 4,5 ml
90%iger TFA wurde 30 min bei Raumtemperatur gerührt und
im Vakuum verdampft. Der Rückstand wurde mit Ehter verrieben,
wobei man 317 mg Rohprodukt erhielt, das an einer
HP-20-Säule (50 ml) chromatographiert wurde, wobei man mit
500 ml Wasser und 500 ml 30% im CH₃OH eluierte. Das 30-%-
CH₃OH-Eluat wurde konzentriert und lyophilisiert, wobei
109 mg einer Mischung der Δ₂- und Δ³-Isomeren (Δ₂/Δ₃=
6/1) erhielt. 100 mg davon wurden mit HPLC (Lichrosorb
RP-18; 15% MeOH) gereinigt und lieferten 5 mg (3%) der
gewünschten Titelverbindung Ic.
UV: λ max , pH-7-Puffer, nm ( ε ) 236 (15 100), 252 (14 600).
NMR: δ D₂O, ppm: 1,42 (6 H, d, J=6 Hz), 2,33 (4 H, s), 3,10
(3 H, s), 3,65 (4 H, s), 3,83 und 4,23 (jeweils 1 H,
d, J=17 Hz), 5,45 (1 H, d, J=4,5 Hz), 5,95 (1 H, d,
J=4,5 Hz), 7,05 (1 H, s).
Beispiel 6
7-[(Z)-2-Allyloxyimino-2-(2-aminothiazol-4-yl)-acetamido]-
3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-3-cephem-4-carboxylat
(Id)
A. Benzhydryl-7-[(Z)-2-allyloxyimino-2-(2-tritylaminothiazol-
4-yl)-acetamido]-3-chlormethyl-3-cephem-4-
carboxylat (VId)
Zu einer Suspension der Verbindung V (1,35 g; 3 mMol) in
20 ml Methylenchlorid gab man BSA (1,1 ml; 4,5 mMol) und
rührte die Mischung 30 min bei Raumtemperatur, bis eine
klare Lösung vorlag. Eine Mischung von (Z)-2-Allyloxyimino-
2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-essigsäure (IVd)
(1,40 g; 3,0 mMol) und Phosphorpentachlorid (690 mg;
3,3 mMol) in 20 ml Methylenchlorid wurde 15 min bei Raumtemperatur
gerührt und auf einmal in eine Lösung der
trimethylsilylierten Verbindung V gegossen. Die Mischung
wurde 20 min bei Raumtemperatur gerührt und mit 200 ml
Ethylacetat verdünnt, mit wäßrigem Natriumbicarbonat und
Wasser gewaschen, getrocknet und unter vermindertem Druck
verdampft. Der ölige Rückstand wurde durch Silikagel-
Säulenchromatographie (Wako-gel, C-200, 30 g) gereinigt.
Man eluierte die Säule mit Chloroform und vereinigte diejenigen
Fraktionen, die das gewünschte Prodkt enthielten.
Verdampfen des Lösungsmittels unter vermindertem
Druck lieferte die Titelverbindung (Vd) als amorphes
Pulver, Ausbeute 2,32 g (89%), Fp. 100 bis 115°C (Zers.).
IR: ν max , KBr 3990, 1790, 1730, 1680, 1530, 1380, 1250,
1160, 1020 cm-1.
NMR: δ CDCl₃, ppm: 3,50 (2 H, 2-H), 4,32 (2 H, s, 3-CH₂),
4,6-6,1 (7 H, m, CH₂CH=CH₂ und 6,7-H), 6,70 (1 H,
s, Thiazol-H), 6,90 (1 H, s, Ph₂CH), 7,1-7,6 (30 H,
m, Phenylprotonen).
Elementaranalyse für C₄₈H₄₀N₅O₅S₂Cl · 1/3 CHCl₃:
Berechnet:C 64,05%; H 4,45%; N 7,73%; S 7,08%; Cl 7,82%;
gefunden:C 64,13%; H 4,61%; N 7,50%; S 6,85%; Cl 7,55%;
C 63,99%; H 4,64%; N 7,30%; S 6,85%; Cl 7,46%.
B. Benzhydryl-7-[(Z)-2-allyloxyimino-2-(2-tritylaminothiazol-
4-yl)-acetamido]-3-jodmethyl-3-cephem-4-
carboxylat (VIId)
Eine Mischung der Verbindung VId (2,30 g; 2,65 mMol) und
Natriumjodid (2 g; 13,3 mMol) in 15 ml Aceton wurde 1 h
bei Raumtemperatur gerührt und dann unter verringertem
Druck eingedampft. Eine Lösung des öligen Rückstands in
200 ml Ethylacetat wurde mit 10%igem Natriumthiosulfat
und Wasser gewaschen, unter vermindertem Druck eingedampft
und lieferte die Verbindung VIId als amorphes
Pulver, das ohne weitere Reinigung in der nächsten Stufe
verwendet wurde; Ausbeute 2,52 g (99%).
C. 7-[(Z)-2-Allyloxyimino-2-(2-aminothiazol-4-yl)-acetamido]-
3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-3-cephem-
4-carboxylat (Id)
Eine Mischung der Verbindung VIId (478 mg; 0,5 mMol) und
N-Methylpyrrolidin (0,05 ml; 0,5 mMol) in 5 ml Methylenchlorid
wurde 20 min bei Raumtemperatur gerührt und mit
50 ml Ether verdünnt, um das quaternisierte Produkt (Ausbeute
500 mg) auszufällen. Ein Gemisch des quaternisierten
Produktes und TFA (2 ml) wurde 1,5 h bei Raumtemperatur
stehengelassen und mit Ether verdünnt, um das rohe
TFA-Salz des Produktes auszufällen (Ausbeute 265 mg), das
über eine HP-20-Säule (1,8×18 cm) chromatographiert wurde.
Die Säule wurde mit Wasser und 30%ige wäßrigem Methanol
eluiert. Das methanolische Eluat wurde unter vermindertem
Druck verdampft und der Rückstand gefriergetrocknet,
wobei man ein amorphes Pulver (Ausbeute 124 mg) erhielt,
das die gewünschte Verbindung (17%) und das entsprechende
Δ²-Isomere (83%) enthielt. Die Mischung wurde
mittels HPLC (Lichrosorb RP-18; 0,01 M NH₂H₂PO₄ (pH 7) :
CH₃OH=85 : 15] gereinigt. Das Eluat wurde mit verdünnter
HCl auf pH 3 angesäuert und über eine HP-20-Säule (1,8×
10 cm) chromatographiert. Die Säule wurde mit Wasser und
anschließend mit 30%igem wäßrigem Methanol eluiert. Das
methanolische Eluat wurde unter vermindertem Druck verdampft
und der Rückstand gefriergetrocknet, wobei man die
Titelverbindung (Id) als amorphes Pulver erhielt (Ausbeute
13 mg; 5,1%), Fp. 155°C (Zers.).
IR: ν max , KBr 3600-2800, 1770, 1670, 1610, 1530, 1200 cm-1.
UV: λ max , pH-7-Puffer, nm ( ε ) 235 (16 600), 253 (15 600).
NMR: δ D₂O, ppm: 2,1-2,5 (4 H, m, Pyrrolidin-H), 3,10 (3 H,
s, NCH₃), 3,4-3,8 (4 H, m, Pyrrolidin-H), 5,95 (1 H,
d, 4 Hz, ⁻-H), 7,10 (1 H, s, Thiazol-H).
Beispiel 7
7-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-(2-carboxyprop-2-oxyimino)-
acetamido]-3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-
3-cephem-4-carboxylat (Ie)
A. Benzhydryl-3-chlormethyl-7-[(Z)-2-(2-butoxycarbonylprop-
2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-acetamido]-
3-cephem-4-carboxylat (Va)
Verfahren 1
Eine Mischung von (Z)-2-(2-t-Butoxycarbonylprop-2-oxyimino)-
2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-essigsäure (IIIa′)
(1,94 g; 3,6 mMol), DDC (742 mg; 3,6 mMol) und N-Hydroxybenztriazol
(486 mg; 3,6 mMol) in 45 ml Tetrahydrofuran
(THF) wurde 45 min bei Zimmertemperatur gerührt, wobei
sich während dieser Zeit Dicyclohexylharnstoff abschied.
Der Dicyclohexylharnstoff wurde abfiltriert und das Filtrat
mit V (1,5 g; 3,6 mMol) vermischt. Die Mischung
stand über Nacht bei Raumtemperatur und wurde dann im
Vakuum verdampft. Der ölige Rückstand wurde in 20 ml CHCl₃
gelöst, mit gesättigter, wäßriger NaHCO₃ und gesättigter,
wäßriger NaCl gewaschen, über MgSO₄ getrocknet und zur
Trockene verdampft. Der Rückstand (3,9 g) wurde in
n-Hexan : CHCl₃ (1 : 2) gelöst und über eine Silikagelsäule
(40 g) unter Verwendung des gleichen Lösungsmittelsystems
gegeben. Diejenigen Fraktionen, die die Titelverbindung
enthielten, wurden im Vakuum eingedampft, wobei
man 1,3 g (39%) Va, Fp. <100°C (Zers.), erhielt.
IR: ν max , KBr, 3990, 1790, 1715, 1690 cm-1.
UV: λ max , EtOH, nm 240 (E 280), 265 (E 190).
NMR: δ, CDCl₃, ppm: 1,45 (9 H, s), 1,63 und 1,66 (jeweils
H, s), 3,49 (2 H, breites s), 4,34 (2 H, s), 4,96
(1 H, d, J=4,5 Hz), 5,90 (1 H, dd, J=4,5 und 7,5 Hz),
6,66 (1 H, s), 6,86 (1 H, s), 7,0-7,5 (25 H, m),
8,23 (1 H, d, J=7,5 Hz).
Verfahren 2
Eine Lösung von V (1,86 g; 4,49 mMol) in CH₃CN (46,5 ml)
wurde 50 min bei Raumtemperatur mit BSA (3,33 ml;
13,5 mMol) unter Bildung einer klaren Lösung behandelt.
Zu dieser Lösung gab man eine Säurechloridlösung, die aus
IIIa′ (2,56 g; 4,49 mMol) und PCl₅ (1,12 g; 5,38 mMol) in
26 ml Methylenchlorid hergestellt worden war. Die Mischung
wurde 30 min bei Raumtemperatur gerührt, in 100 ml
kaltes Wasser gegossen und mit 3×50 ml Ethylacetat extrahiert.
Die vereinigten Extrakte wurden mit wäßriger
NaCl gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der sirupartige
Rückstand (5 g) wurde über eine Silikagelsäule
(100 g) unter Eluieren mit einer 10 : 1-Mischung von Toluol
und Ethylacetat chromatographiert. Die die gewünschte
Verbindung enthaltenden Fraktionen wurden vereinigt und
eingedampft, wobei man 2,84 g (65%) Va erhielt.
B. Benzhydryl-7-[(Z)-2-[2-t-butoxycarbonylprop-1-oxyimino)-
2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-acetamido]-3-jodmethyl-
3-cephem-4-carboxylat (VIa)
Eine Mischung von Va (500 mg; 0,53 mMol) und NaJ (240 mg;
1,6 mMol) in 3 ml Aceton wurde 2 h bei Raumtemperatur gerührt
und dann im Vakuum eingeengt. Zu dem Rückstand gab
man 20 ml CH₂Cl₂ und 10 ml Wasser. Die organische Schicht
wurde mit 5 ml 10%igem s/v-Natriumthiosulfat und 5 ml
wäßrigem NaCl gewaschen, über MgSO₄ getrocknet und zur
Trockene eingeengt, wobei man 540 mg (90%) VIa als
amorphes Pulver, Fp. 106°C (Zers.), erhielt.
IR: ν max , KBr 3350, 1790, 1690 cm-1.
UV: λ max , EtOH, nm 240 (E 270), 265 (E 190).
NMR: δ CDCl₃, ppm: 1,44 (9 H, s), 1,65 (6 H, s), 3,54 (1 H, s),
4,28 (2 H, s), 4,98 (1 H, d, J=4,5 Hz), 5,85 (1 H,
dd, J=4,5 und 7,5 Hz), 6,70 (1 H, s), 6,90 (1 H, s),
7,1-7,5 (25 H, m).
C. 7-[2-(2Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-(2-carboxyprop-2-oxyimino).
acetamido]-3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-
3-cephem-4-carboxylat (Ie)
Eine Mischung des Jodmethylderivats VIa (538 mg; 0,51 mMol)
und N-Methylpyrrolidin (0,079 ml; 0,076 mMol) in 10,8 ml
CH₂Cl₂ wurde 30 min bei Raumtemperatur stehengelassen und
dann mit 80 ml Ether verdünnt. Der gebildete Niederschlag
wurde abfiltriert und mit Ether gewaschen. Man erhielt
420 mg des quaternisierten Produktes, das mit 4,2 ml
90%iger Trifluoressigsäure (TFA) 1 h bei Raumtemperatur
deblockiert wurde. Die Reaktionsmischung wurde dann zur
Trockene eingeengt. Zum Rückstand wurde Ether gegeben,
wobei das rohe TFA-Salz von Ia (245 mg; quantitativ) erhalten
wurde, das aus einer 1 : 4-Mischung der Δ³- und Δ²-
Isomeren bestand. Das Rohprodukt wurde mit HPLC gereinigt
[Lichrosorb RP-18, 4×300 mm; eluiert mit 0,01 M
Ammoniumphosphatpuffer (pH 7), enthaltend 10% CH₃OH]. Die
das gewünschte Produkt enthaltenden Fraktionen wurden gesammelt
und auf ein kleines Volumen eingeengt. Das Konzentrat
wurde durch Zugabe von 1 M HCl auf einen pH von ca. 2
eingestellt und über eine HP-20-Säule (2×15 cm) geleitet,
um anorganische Salze zu entfernen. Die Säule wurde
mit 1000 ml Wasser gewaschen und mit 30% CH₃OH eluiert.
Das Eluat wurde verdampft und lyophilisiert, wobei man
21 mg (10%) der Titelverbindung (Ie) als farbloses Pulver
erhielt, Fp. 160°C (Zers.).
IR: n max , KBr 3400, 1775, 1610 cm-1.
UV: λ max , Phosphatpuffer, pH 7, nm ( ε ) 237 (15 700),
257 (15 500).
NMR: δ D₂O, ppm: 1,65 (6 H, s), 2,3 (4 H, m), 3,09 (3 H, s),
3,6 (4 H, m), 4,0 (2 H, m), 5,44 (1 H, d, J=4,8 Hz),
5,94 (1 H, d), 7,15 (1 H, s).
Beispiel 8
Man wiederholte das in Beispiel 7 beschriebene, allgemeine
Verfahren, wobei man jedoch anstelle von (Z)-2-(2-t-
Butoxycarbonylprop-2-oxyimino)-2-(2-tritylaminothiazol-
4-yl)-essigsäure jeweils äquimolare Mengen von
(Z)-2-(t-Butoxycarbonylmethoxyimino)-2-(2-tritylaminothiazol-
4-yl)-essigsäure,
(Z)-2-(1-t-Butoxycarbonylethoxyimino)-2-(2-tritylaminothiazol-
4-yl)-essigsäure,
(Z)-2-(2-t-Butoxycarbonylbut-2-oxyimino)-2-(2-
tritylaminothiazol-4-yl)-essigsäure,
(Z)-2-(3-t-Butoxycarbonylpent-3-oxyimino)-1-(2-
tritylaminothiazol-4-yl)-essigsäure,
(Z)-2-(1-t-Butoxycarbonylcycloprop-1-oxyimino)-
2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-essigsäure,
(Z)-2-(12-t-Butoxycarbonylcyclobut-1-oxyimino)-2-
(2-tritylaminothiazol-4-yl)-essigsäure und
(Z)-2-(1-t-Butoxycarbonylcyclopent-1-oxyimino)-2-
(2-tritylaminothiazol-4-yl)-essigsäure einsetzte. Man erhält auf diese Weise
7-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-(carboxymethoxyimino)-
acetamido]-3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-
3-cephem-4-carboxylat,
7-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-(1-carboxyethoxyimino)-
acetamido]-3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-
3-cephem-4-carboxylat,
7-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-(2-carboxybut-2-
oxyimino)-acetamido]-3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-methyl]-
3-cephem-4-carboxylat,
7-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-(3-carboxypent-
3-oxyimino)-acetamido]-3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-
methyl]-3-cephem-4-carboxylat,
7-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-(1-carboxycycloprop-
1-oxyimino)-acetamido]-3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-
methyl]-3-cephem-4-carboxylat,
7-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-(1-carboxcyclobut-
1-oxyimino)-acetamido]-3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-
methyl]-3-cephem-4-carboxylat bzw.
7-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-(1-carboxycyclopent-
1-oxyimino)-acetamido]-3-[(1-methyl-1-pyrrolidinium)-
methyl]-3-cephem-4-carboxylat.