DE1695623C3

DE1695623C3 - Verfahren zur Herstellung racemischer oder optisch aktiver 6H.7H - cis-7- Aminodesacetyleephalosporansäure-Derivate

Info

Publication number: DE1695623C3
Application number: DE1695623A
Authority: DE
Inventors: Gaston Thorigny Seine Et Marne Amiard; Rene Romainville Heymes
Original assignee: Roussel Uclaf SA
Current assignee: Sanofi Aventis France
Priority date: 1966-03-15
Filing date: 1967-03-15
Publication date: 1978-06-01
Also published as: GB1156854A; CH485772A; DK129416C; DK129416B; IL27605A; FR1492854A; US3642788A; IL37410A; FR91765E; DE1695623A1; NL6703896A; DE1695623B2

Description

15

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung racemischer oder optisch aktiver 6H.7H-cis-7-Amino-desacetylcephalosporansäure-Derivate ge -maß den Patentansprüchen.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Verbindungen I besitzen eine Stereochemie, die mit der der 7-Amino-cephalosporansäure natürlichen Ursprungs und ihrer Derivate, insbesondere ihrer N-acylierten Derivate und des y-Lactons der 7-Aminodesace- tylcephalosporansäure identisch ist Das Vorhandensein der letzteren Verbindung wurde zu verschiedenen Malen in Mischungen, die durch Umwandlung oder Hydrolyse der Cephalosporine C und Cc oder der 7-Aminocephalosporansäure erhalten wurden, angedeutet oder nur vorhergesagt Bis jetzt wurde jedoch weder die Isolierung noch die Beschreibung dieser VerbiMung auf unzweideutige Weise berichtet.

Die synthetischen Verbindungen 1 stellen geeignete Zwischenverbindungen zur Synthese von Antibiotika aus der Familie des Cephalosporin C und seiner Analoga dar.

Weiterhin stellen die Verbindungen [I, R = H) ebenfalls sehr interessante Ausgangsstoffe zur Herstellung von N-acylierten Verbindungen mit bernerkens- werten antibiotischen Eigenschaften dar. So konnte man beispielsweise das y-Lacton der 4,l-6H,7H-cis-7-Thienylacetylamino-desacetylcephalosporansäure

M =

CH₂-CO

y-butyrolacton sowie ein Verfahren, das seine Herstellung ermöglicht beschrieben (französische Patentschrift 13 65 959).

Später wurde in DT-OS 16 20 232 vorgeschlagen, das Lacton der 2-(tert-Butoxycarbonylphthalimidomethyl)-

5-hydroxy-methyl-3^-dihydro-2-H-13-thiazin-4-ca··- bonsäure IV durch Kondensation von 2-Phthalimido-3-aminoacrylsiure-tert-Butylester II mit 2-Hydroxy-3-mercaptosnethyl-buten-(2)-olid-{4,l) III herzustellen, wobei die letztgenannte Verbindung durch Siurespaltung des vorstehend erwähnten /J-Acetylthiomethyl-«- keto-y-butyrolactons hergestellt wurde (vgl. das Schema auf S. 32).

Gemäß derselben OS wurde das Lacton der

2-{tert-Butoxycarbonyl-aminomethyl)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2-H-l,3-thiazin-4-carbonsäure V sowie das Chlorhydrat dieses Amins genannt wobei die Verbindung V aus IV durch Entfernung der Phthalimidschutzgruppe erhalten wurde.

herstellen und die antibiotische Aktivität dieser Verbindung auf verschiedene Keime, insbesondere auf mehrere Stämme von Staphylococcus aureus bei Konzentrationen in der Größenordnung von 1 bis 10-//cm³ feststellen.

Bei der aus J.Am.Cheni.Soc, Bd. 81 (1959), Seite 3089 bis 3094, Seite 5838 bis 5839 bekannten Arbeitsweise wird ein Amin acyliert, d. h. eine Reaktion ohne besondere Schwierigkeiten durchgeführt; demgegenüber erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren die Acylierung an einer Verbindung aus der Gruppe der Enamine, die bekanntlich wenig reaktiv und insbesondere außerordentlich schwierig zu acylieren sind. Die in J.Am. Chem.Soc, Bd. 88 (1966), Seite 852 bis 853 aufgezeigte Synthese umfaßt umständlich und gefährlich zu handhabende Stufen, durchläuft sehr instabile 6s Zwischenprodukte und läßt sich daher in industriellem Maßstab praktisch nicht durchführen.

Vor der Erfindung wurde /)-Acetylthiomethyl-«-keto-

N-CH

CO₂ t-Bu

-CH

NH

CH₂ C

1 c

CH₂

(IV)

H₂N

CH

2/ CH

1 S

CH₂

45 CH₂

CO₂ t-Bu NH C⁵

y \

O O

(V)

Die Struktur der Verbindungen IV und V zeichnete schon jene der 7-Aminocephalosporansäure vor; es mußte jedoch noch der charakteristische /?-Lactamring dieser Saure gebildet werden. Weiterhin konnte diese Bildung gemäß der Stereochemie des Ausgangsprodukts und/oder der Versuchsbedingungen zwei Isomere erzeugen, von denen nur eines — nämlich das cis-lsomere — der natürlichen Reihe entspricht

Ein solcher Cyclisierungsversuch bei einer Verbindung, die beispielsweise aus V durch Säurespaltung des tert.-Butylesters und eventuelle Blockierung der primären Aminogruppe in der Seitenkette erhalten wurde, erschien zweifellos schwierig in Anbetracht der

geringen Reaktivität der in Enaminform vorliegenden Aminogruppe in 3-Ste!lung einerseits und der geringen chemischen Stabilität der Verbindungen, die in die Reaktion eintreten oder aus ihre hervorgehen, andererseits, s

Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, diese Cyclisierung mit einem Dialkyl- oder Dicycloalkylcarbodiimid durchzuführen und so das der natürlichen Reihe entsprechende cis-Isomere zu erhalten.

Dieses unerwartete Ergebnis eröffnet, soweit be- ι ο kannt, zum ersten Mal einen rein synthetischen Zugangsweg zu Derivaten, wie I, die sofort bei der Bildung des Acyclischen Systems alle wesentlichen strukturellen Eigenschaften des Cephalosporinkernes besitzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung dieser Derivate ist in dem beigefügten Schema (S. 31) zusammengefaßt.

Die racemische Verbindung V kann gi jndsätzlich in zwei isomeren Formen vorliegen; dasselbe ist bei der racemischen Verbindung IV, aus der V hervorgegangen ist, der Fall.

Diese zwei Isomerenreihen wurden als solche isoliert und charakterisiert. Die Kondensation von II mit III führt in der Tat zur gleichzeitigen Bildung der zwei, für IV vorhersehbaren Isomeren; das Isomere, das sich in überwiegendem Maße bildet und das durch A usfällung und Kristallisation leicht isoliert wird, hat einen Schmelzpunkt von F. = 215°C. Es wird mit Isomeres A bezeichnet und entspricht dem in der DT-OS 16 20 232 vorgeschlagenen Derivat.

Weiterhin konnte aus den Mutterlaugen des Isomeren A das zweite Isomere von IV, das Isomere B isoliert werden; sein Schmelzpunkt ist 170° C.

Es konnte ebenfalls gezeigt werden, daß das Isomere B von IV durch Entfernung der Phthalimidschutzgruppe die Herstellung des der Verbindung V entsprechenden Isomeren B vom F. = 152° C ermöglicht. Es sei daran erinnert, daß das andere bereits charakterisierte, nunmehr Isomeres A genannte, Isomere von V einen F. von 138° C aufweist.

Es konnte nun gezeigt werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren sowohl auf das Isomere A als auch auf das Isomere B von V anzuwenden ist. In der Tat ergibt die Verbindung V, sei es in Form eines einzigen Isomeren oder einer Mischung der Isomeren mit verschiedenem Verhältnis, durch Säurespaltung dieselhe Verbindung VI; man isoliert also in dieser Umsetzung ein einziges Isomeres, sei es, daß es sich ausschließlich oder vorzugsweise bildet.

Die Säurespaltung wird in wasserfreiem Milieu durchgeführt, wobei als saures Agens eine anorganische oder organische Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, p-Toluolsulfonsäure, eine Mischung von Bromwasserstoff- und Essigsäure oder Trifluoressigsäure, verwendet wird. Obwohl es nicht unerläßlich ist, ist es oft vorteilhaft, die Säurespaltung in einem wasserfreien organischen Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol, Äther, Dioxan, Nitromethan oder einem polyhalogenierten Kohlenwasserstoff, wie Chloroform oder Methylenchlorid, durchzuführen.

Bei einer bevorzugten Durchführungsform verwendet man als saures Agens Chlorwasserstoffsäure und arbeitet mit Hilfe von Nitromethan.

Die Bildung des N-tritylierten Derivats VII aus VI ^ wird mit Hilfe von Tritylchlorid durchgeführt, wobei die Umsetzung in wäßrigem Milieu in Anwesenheit eines basischen Agens, wie einem Alkalihydroxyd oder einer starken organischen Base, wie Diethylamin oder Triethylamin, durchgeführt wird. Es kann vorteilhaft sein, ein anderes Lösungsmittel, wie Äther, oder einen Alkohol zuzufügen.

Bei einer bevorzugten Durchführungsform verwendet man als basisches Agens Diäthylamin in Wasser/l sopropanol-Medium.

Die Cyclisierung der Verbindung VIi mit Hilfe eines Dialkyl- oder Dicyclohexyicarbodiimids zu einer Verbindung des Typs 1 weist bedeutende Schwierigkeiten auf. In der Tat, wenn diese Umsetzung in Dioxan/Wasser-Medium durchgeführt wird, bildet sich nicht das erwartete ^-Lactam, sondern man erhält eine Verbindung, die wahrscheinlich dem Anhydrid der Verbindung VH entspricht Dies ist auch der Fall, wenn man in einem Lösungsmittel, wie Chloroform oder Methylenchlorid, arbeitet Wenn die Umsetzung in Anwesenheit einer tertiären Base durchgeführt wird, entwickelt sich die Reaktion, jedoch anscheinend sehr langsam und unvollständig, und die Bildung des ß- Lactams, sofern sie stattfindet, ist von zahlreichen Nebenreaktionen begleiteL Es wurde nun festgestellt, daß die Zugabe von Nitroalkan, Aceton, Acetonitril, einem disubstituierten Amid oder einem Sulfoxid oder eines Gemisches dieser Lösungsmittel, gegebenenfalls unter Zusatz von Chloroform oder Methylenchlorid, in unerwarteter Weise die Cyclisierung zum 0-Lactam begünstigt und zu einer sehr guten Ausbeute der racemischen Verbindung [I, R = Trityl] führt. ·

Zur Durchführung dieser Umwandlung verwendet man beispielsweise Diisopropylcarbodiimid oder Dicyclohexyicarbodiimid. Als tertiäres Amin erscheint es bevorzugt, eine verhältnismäßig schwache Base, wie Pyridin, Collidin, Dialkylanilin, auszuwählen.

Die derzeit bevorzugte Durchführungsform besteht darin, die Verbindung VII mit Dicyclohexylcarbodiimid zu behandeln, wobei in Nitromethan/Methylenchlorid-Medium in Anwesenheit von Pyridin gearbeitet wird.

Zur Herstellung der racemischen Verbindung [I, R = H] aus dem vorhergehenden tritylierten Amin behandelt man letzteres mit einem anorganischen oder organischen sauren Agens, wie Chlorwasserstoffsäure, Fluorwasserstoffsäure, Essigsäure oder Trifluoressigsäure. Die Reaktion kann in wasserfreiem Milieu durchgeführt werden, wobei als Lösungsmittel beispielsweise Chloroform, Methylenchlorid, Nitromethan, Methanol oder Trifluoressigsäure selbst, verwendet wird oder wobei eine Mischung von Lösungsmitteln verwendet wird oder wobei in wäßrigem Milieu mit eventueller Zugabe eines anderen Lösungsmittels, wie Äthanol, Acetonitril oder Aceton, gearbeitet wird.

Es erscheint vorteilhaft, gasförmige Chlorwasserstoffsäure zu verwenden und in Nitromethan zu arbeiten.

Zur Durchführung der Spaltung des racemischen y-Lactons [I, R = H] kann man a priori verschiedene optische aktive organische Säuren verwenden, die eine oder mehrere Carbon- oder Sulfonsäurefunktionen tragen. So führen insbesondere die( + )-Kampfersulfon-, (-t-)-Dibenzoylwein-, (-t-)-Glutamin- und ( + )-Weinsäure zum erwarteten Ergebnis.

Die Zersetzung des isolierten und gereinigten D'Rstereoisomerensalzes kann mit einer anorganischen Base, wie Natronlauge oder Kalilauge, oder einer organischen Base, wie einem tertiären Amin, beispielsweise Triethylamin, oder in gleicher Weise mit einem sauren Agens, wie Chlorwasserstoffsäure, durchgeführt werden. Diese Zersetzung wird in wäßrigem Milieu oder

in einem organischen Lösungsmittel, wie Äthanol oder Methanol, durchgeführt.

Bei einer derzeit bevorzugten Durchführungsform wird die Aufspaltung mit Hilfe von natürlicher ( + )-Weinsäure durchgeführt, wobei das y-Lacton und die Weinsäure in freier Form verwendet werden.

Unter diesen Bedingungen entspricht das ausfallende diastereoisomere Salz dem der natürlichen Reihe. Die Zersetzung dieses Salzes zur freien Base wird vorzugsweise durch Triethylamin in methanolischem Milieu durchgeführt. Man isoliert so das rechtsdrehende y-Lacton der d-eHyH-cis-J-Aminodesacetylcephalosporansäure [I₁ R = R], deren absolute Konfiguration der der 7-Aminocephaiesporansäure natürlichen Ursprungs entspricht.

Das Antipoden-y-lacton kann aus den Mutterlaugen des ausgefällten diastereoisomeren Salzes der natürlichen Reihe oder direkt durch Aufspaltung mit (—)-Weinsäure erhalten werden.

Eine Variante des vorstehend beschriebenen Verfahrens besteht im wesentlichen darin, das racemische y-Lacton [I₁ R = H] in Form eines Salzes, insbesondere das Chlorhydrat mit einer optisch aktiven organischen Carbon- oder Sulfonsäure in Form eines Salzes, wie eines Alkali- oder Ammoniumsalzes, umzusetzen, wobei die Folge der Arbeitsschritte nicht verändert wird.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Herstellung I

Lacton der 2-(tert-Butoxycarbonylphthalimido-

methyl)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2-H-l,3-thiazin-4-carbonsäure, Isomeres B IV

In der DT-OS 16 20 232 wurde die Herstellung des Lactons der 2-(tert.-Butoxycarbonylphthalimidome-

thyI)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2-H-1,3-thiazin-4-carbonsäure vorgeschlagen. Diese Verbindung wurde durch Kondensation von 2-Hydroxy-3-mercapto-methyl-buten-(2)-olid-(4,l) mit 2-Phthalimido-3-aminoacrylsäure-tert-butylester in Toluolmedium erhalten. Nach Abdampfen des Toluols wurde der Rückstand in Äther aufgenommen und es bildete sich ein Niederschlag, den man durch Filtrieren und Trocknen isolierte. Das so erhaltene Produkt, F. = 215^CC, stellt eines der beiden Isomeren des vorstehend erwähnten Lactons dar und wird im folgenden mit Isomeres A bezeichnet

Es wird nun die Isolierung des Isomeren B desselben Lactons aus den ätherischen Mutterlaugen des Isomeren A, die nach Filtrieren des letzteren erhalten wurde, sowie die Herstellung des Isomeren B aus dem Isomeren A beschrieben.

a) Isolierung des Isomeren B
des vorstehend erwähnten Lactons aus den
ätherischen Mutterlaugen des Isomeren A

Nach Trocknen über Natriumsulfat wurden die ätherischen Mutterlaugen, die vorstehend erwähnt sind, unter reduziertem Druck konzentriert

Der Rückstand wird in Methylenchlorid aufgenommen, man saugt Unlösliches, das aus dem Bis-[(2-oxo-3-hydroxy-2^-dihydro-4-furanyl)-methyl]-sulfid besteht, ab, Chromatographien dann über Aluminiumoxyd, indem man nacheinander mit Benzol, Äther, dann Essigsäureäthylester eluiert Das letzte erhaltene Eluat (Essigsäureäthylester) wird unter reduziertem Druck bis zur Trockne konzentriert Der erhaltene Rückstand wird aus Äther umkristallisiert Man erhält einen ersten Anteil, den man entfernt dann durch Konzentrieren einen zweiten an Isomerem B reichem Anteil. Dieser zweite Anteil wird zweimal aus einer Mischung von Methylenchlorid und Methanol umkristallisiert und man erhält das Isomere B des Lactons der 2-(tert.-Butoxycarbonyl-phthalimidomethyl)-5-hydroxymethyl-3,6-dihy- dro-2-H-1,3-thiazin-4-carbonsäure,F. = 170⁰C, IV.

AnBIySCfUrC₂₀H₂₀O₆N₂S = 416,44:

Berechnet: C 57,68, H 4,84, N 6,73, S 7,70%; ^lü gefunden: C 57,6, H 4,9, N 7,0, S 7,7%.

IR-Spektrum (gereinigtes Paraffinöl):

Absorptionen bei

ι.s 1708 cm - ·, 1733 cm -', 1763 -': Carbony !gruppe und
3330 cm -': sekundäres Amin

b) Herstellung des Isomeren B des

vorstehend erwähnten Lactons aus dem Isomeren A

5 g des Isomeren A des Lactons der 2-(tert.-Butoxycarbonyl-phthalimidomethylJ-S-hydroxymethyl-S^-dihydro-2H-l,3-thiazin-4-carbonsäure, F. = 215°C, das in der vorstehend beschriebenen Art erhalten wurde, werden in eine Mischung von 100 ecm Dioxan und 5 ecm Triäthylamin eingeführt. Man erhitzt 15 Stunden unter Rückfluß, konzentriert unter reduziertem Druck zur Trockne, nimmmt in 20 ecm Äther in der Wärme auf, isoliert das nicht umgewandelte Isomere A durch Absaugen (3,5 g) und konzentriert das ätherische Filtrat unter reduziertem Druck zur Trockne. Man kristallisiert den Rückstand mehrere Male aus einer Mischung von Methyienchlorid und Methanol um und erhält nach Trocknen das Isomere B desLactons der 2-(tert.-Butoxycarbonyl-phthaIimidomethyl)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2H-13-thiazin-4-carbonsäureIV, F. = 170°C,das mit dem in a) isolierten Produkt identisch ist.

Herstellung II

Lacton der 2-(tert-Butoxycarbonylaminomethy!)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2H-1,3-thiazin-

4-carbonsäure, Isomeres B, V

a) Herstellung des Chlorhydrats

In 5 ecm Dioxan löst man 625 mg Lacton der 2-(tert-ButoxycarbonyI-phthaIimidomethyl)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2H-l_r3-thiazin-4-carbonsäure, Isomeres B, IV, F. = 170⁰C, und fügt 95 mg Hydrazinhydrat aufgelöst in 5 ecm Dioxan, zu. Man läßt während etwa 15 Stunden stehen, konzentriert unter reduziertem Druck zur Trockne und fügt 9,5 ecm wäßrige 0,2 n-Chlorwasserstofflösung zu. Man rührt 2 Stunden, kühlt ab, isoliert den gebildeten Niederschlag von Phthalhydrazid durch Filtrieren und konzentriert das Filtrat unter reduziertem Druck zur Trockne. Der erhaltene Rückstand wird aus einer Mischung Äther und Methanol umkristallisiert Das erhaltene Produkt wird

bo in 2 ecm Wasser aufgelöst, man nitriert die Lösung, konzentriert unter reduziertem Druck zur Trockne, kristallisiert den Rückstand aus einer Mischung von Äther und Methanol um und erhalt 360 mg Isomeres B des Chlorhydrats des Lactons der 2-{tert-Butoxycarbo nylaminomethyI)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2H-13- thiazin-4-carbonsäure. Dieses Produkt wird als solches für die Synthesefolge und zur Herstellung des freien Amins verwendet

b) Herstellung des freien Amins

Man löst das vorstehend erhaltene Chlorhydrat (Herstellung II, Absatz a)) in Methylenchlorid und rührt mit einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung in einer s Menge, die einem Äquivalent, bezogen auf das Chlorhydrat, entspricht Man trennt die organische Phase durch Dekantieren, trocknet sie über Magnesiumsulfat und konzentriert unter reduziertem Druck zur Trockne. Man kristallisiert den Rückstand aus Essigsäureäthylester um und erhält das Isomere B des Lactons der 2-(tert-Butoxycarbonyl-aminomethyl)-5-hydroxymethyl-S.e-dihydro^H-l.a-thiazin^-carbonsäure, F. = 152⁰C

Analyse für C₂Hi₈O₄N₂S = 286,36: '^

Berechnet: C 50,33, H 6,33, N 9,79, S 11,20%; gefunden: C 50,4, H 6,4, N 9,5, S 11,2%.

I R-Spektrum (Chloroform)

Absorptionen bei
1762 cm -': y-Lacton

1688 cm-': Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung 1732 cm -': Carb-tert.-butoxy-Gruppe 3390 cm -', 3370 cm'¹,3320 cm -': sekundäres Amin

IR-Spektrum (gereinigtes Paraffinöl):

Absorptionen bei

1674 cm -': Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung bl

25

Beispiel 1

Stufe A

y-Lacton der 2-(Carboxyaminomethyl)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2H-l,3-thiazin-4-carbonsäure VI

In 160 ecm Nitromethan suspendiert man 3,22 g Chlorhydrat des Lactons der 2-(tert.-Butoxycarbonyl- vs

aminomethyl)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2H-l,3-thiazin-4-carbonsäure, F. = 180⁰C (unter Zersetzung), die in der DT-OS 16 20 232 vorgeschlagen ist und die weiterhin als Isomeres A bezeichnet wird. Man leitet während etwa 30 Minuten einen Chlorwasserstoffgasstrom in die Suspension, wobei die Temperatur bei + 5" gehalten wird, konzentriert unter reduziertem Druck zur Trockne, löst den Rückstand in 3 ecm Wasser, fügt 1,5 ecm Pyridin, dann 30 ecm Alkohol zu. Man saugt den gebildeten Niederschlag ab, trocknet ihn und erhält 1,89 g des y-Lactons der 2-(CarboxyaminomethyI)-5-hydroxymethyl-S.e-dihydro^H-l^-thiazin^-carbonsäure, F. = 230⁰C, unter Zersetzung, VI.

Eine Probe wird aus alkoholischem Wasser zur Durchführung der Analyse umkristallisiert. Man erhält ein bei 100° stabiles Solvat

C₈H₁₀O₄N₂S · «Λ C₂H₅OH.

Die Kennzeichen dieses Produkts sind im folgenden angegeben.

Analyse für C₈H₁₀O₄N₂S - 1/4C₂H₅OH = 241,74:

Berechnet: C 42^3, H 4,76, S 13,27%; gefunden: C 42,1 H 4,5, S 133%.

60

3470 cm -': sekundäres Amin

Soweit bekannt, ist dieses Produkt in der Literatur nicht beschrieben.

Ausgehend von dem Isomeren B des Chlorhydrats des Lactons der 2-(tert.-Butoxycarbonylaminomethyl)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2H-1,3-thiazin-4-carbonsäure, die in Herstellung II, Absatz a) beschrieben ist, erhält man auf dieselbe Weise mit einer analogen Ausbeute dasselbe y-Lacton Vl, das vorstehend mit denselben physikalischen Konstanten beschrieben ist.

Stufe B

y-Lacton der 2-(Carboxytritylaminomethyl)-

5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2H-1,3-thiazin-

4-carbonsäure VII

In 40 ecm Wasser löst man 184 g y-Lacton der 2-(Carboxyarninorncthy!)-5-hydroxymeihy!-3,6-dihydro-2H-l,3-thiazin-4-carbonsäure VI fügt 8 cm Isopropanol, dann 24 ecm 1-m Diäthylaminlösung und schließlich 4,48 g pulverisiertes Tntylchlorid zu. Man rührt etwa 15 Stunden bei +5°, fügt 120 ecm Wasser und 4 ecm Essigsäure zu, rührt 15 Minuten, saugt ab, wäscht mit Wasser, dann mit Äther zur Entfernung des Triphenylcarbinols, trocknet und erhält 1,88 g y-Lacton der 2-(Carboxytritylaminomethyl)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2H-l,3-thiazin-4-carbonsäure VII, F. = 210 bis 220⁰C unter Zersetzung.

Acidimetrische Titrierung

Man verbraucht genau 1 Äquivalent 1 n-Natronlauge (wäßriges Dioxan, Umschlag mit Phenolphthalein).

Eine Probe wurde zur Analyse aus Methylenchlorid umkristallisiert und man erhält ein Solvat

C₂₇H₂₄O₄N₂S ■ 0,15CH₂Cl₂
Analyse für C₂₇H₂₄O₄N₂S · 0,15CH₂Cl₂ = 485,14;

Berechnet:

C 67,21, H 5,1 N 5,77, S 6,62, Cl 2,16%;

gefunden:

C 67,0, H^r),2, N 5,5, S 6,1, Cl 2,1%.

IR-Spektrum (gereinigtes Paraffinöl):

Absorptionen bei
1732 cm-':y-Lacton
1717 cm-':Carboxyl

1679 cm-': Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung 3330 cm -': sekundäres Amin

Soweit bekannt, ist dieses Produkt in der Literatur nicht beschrieben.

Stufe C

y-Lacton der d,l-6H,7H-cis-7-Tritylaminodesacetyl-cephalosporansäure [I₁R = (CeHs^C]

In 80 ecm Nitromethan suspendiert man unter Rühren 236 g y-Lacton der 2-(Carboxytritylaminome-

thyl)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2H-13-thiazin-4-carbonsäure VII, fügt 20 ecm Methylenchlorid, 10 ecm 1-m Pyridinlösung in Nitromethan, dann 1,2 g Dicyclohexylcarbodiimid zu. Man rührt 3 Tage bei Raumtemperatur im Dunkeln, entfernt den unlöslich gewordenen Dicyclohexylharnstoff durch Filtrieren und konzentriert unter reduziertem Druck zur Trockne. Der Rückstand wird aus einer Mischung Methylenchlorid und Methanol umkristallisiert, man saugt ab, trocknet und erhält 1,705 g y-Lacton der dJ-7-Trity]amino-desacetylcephalosporansäure, F. = 150 bis 160°.

Dieses Produkt besitzt eine Solvatation von etwa 8%.

Eine zur Analyse aus einer Mischung von Methy-

lenchlorid und Methanol umkristallisierte Probe besitzt die nachstehenden Kennzeichen.

Analyse FUrC₂₇H₂₂OiN₂S = 454,53:

Berechnet: C 71,35, H 4,87, N 6,16, S 7,06%;
gefunden: C 71,3, H 5,0, N 5,7, S 6,8%.

I R-Spektrum (Chloroform)

Absorptionen bei

1802 cm-':y-Lacton,ß-Lactam
1773 cm -': y-Lacton, J3· Lactam
1675 cm-': Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung

Soweit bekannt, ist dieses Produkt in der Literatur nicht beschrieben.

Beispiel 2

)»-Lactonderd.l-6H,7H-cis-7-Aminodesacetylcepha!osporansäure[I, R = H]

a) Herstellung des Chlorhydrats des Amins

In 7,2 ecm Nitromethan löst man 720 mg y-Lacton der d.l-eHJH-cis^-Tritylamino-desacetylcephalosporansäure, bringt die Lösung auf +5° und leitet einen Chlorwasserstoffgasstrom durch. Es findet eine Verfestigung des Reaktionsmediums statt, man verdünnt mit 7 ecm Äther, saugt ab, wäscht mit Äther und erhält 355 mg Chlorhydrat des y-Lactons der d,l-6H,7H-cis-7-Aminodesacetylcephalosporansäure, die als solche zur Herstellung der freien Base und zur Herstellung des jo 7-[2-Thienylacetyl-amino]-derivats verwendet wird.

b) Herstellung der freien Base

Das vorstehend erhaltene Chlorhydrat (131 mg), Beispiel 2, Absatz a), wird bei Raumtemperatur in 0,5 ecm Methanol aufgelöst. Man fügt 0,5 ecm 1-m Triäthylaminlösung in Methcnol zu. Es findet unmittelbar Kristallisation der freien Base statt, die man absaugt, mit Methanol wäscht und bei 100° trocknet. Ausbeute: 88 mg, F. = 205 bis 210° C.

Analyse für C₈H₈O₃N₂S = 212,22:

Berechnet: C 45,28, H 3,80, N 13,21, S 15,11%;
gefunden: C 45,5, H 4,0, N 13,1, S 14,9%.

I R-Spekirum (gereinigtes Paraffinöl):

Absorptionen bei
1780,1740,

1660 und 1610cm-¹: Carbonyl und Kohlenstoff — Kohlenstoff- Doppelbindung
339OuDdSSlOCm-¹: primäresAmin

Soweit bekannt, ist dieses Produkt in der Literatur nicht beschrieben.

Beispiel 3

Rechtsdrehendes y-Lacton der d-6H,7H-cis-7-Amino-desacetylcephalosporansäure

a) Rechtsdrehendes Salz des rechtsdrehenden}'-Lactons

der d-6H,7H-cis-7-Aminodesacetylcephaiosporansäure mit (+)-Weinsäure.

Man nährt heftig bei 50° C während etwa 1 Minute eine Suspension von 1,24 g Chlorhydrat des y-Lactons der dJ-eHJH-cis-Z-Amino-desacetylcephalosporansäure in 10 ecm einer 0,5-m (+)-Dinatriumtartratlösung in Wasser. Man rührt bei 20° C während 30 Minuten weiter, dann bei 5°C während 40 Minuten. Man saugt das ausgefallene Salz ab, wäscht es mit Wasser, mit Äther und trocknet es dann. Man erhält so 702 mg des gesuchten Salzes in kristallisierter Form, F. etwa 210°C, [a] -^= +110° ± 5(c= l%o, Wasser).

Man kann dieses Salz ebenfalls herstellen, indem man während 30 Minuten bei 20°C, dann 40 Minuten bei 5°C eine Suspension von 212 mg des y-Lactons der d,l-6H,zH-cis-7-Amino-desacetylcephalosporansäure

H,7 H-cis-7-Amino-desacetylcephalosporansäure und 151 mg ( + )-Weinsäure in 2 ecm destilliertem Wasser rührt. Man saugt sodann das gebildete Salz ab, wäscht es mit eisgekühltem Wasser, mit Äther und trocknet es. Man erhält so das gewünschte Tartrat, F. etwa 210°C,

!5 [a] «= ₊no° ± (c= l%o, Wasser).

b) Rechtsdrehendes y-Lacton der
d-öHJH-cis-Amino-desacetylcephalosporansäure

Man rührt bei 20°C während etwa 5 Minuten eine Suspension von 625 mg des vorstehend erhaltenen rechtsdrehenden Salzes in 3,5 ecm einer 1-m Triäthylaminlösung in Methanol, saugt dann den gebildeten Niederschlag ab, spült ihn mit Methanol und trocknet ihn im Vakuum. Man erhält so 326 mg des rechtsdrehenden y-Lactons der d-6H,7H-cis-7-Amino-desacetylcephalosporansäure, F. etwa 220° C,

[_a] w = +248° ± 6(c= 0,l%o, Wasser). Diese Verbindung kann durch Auflösen in Nitromethan in der Wärme und Zugabe von Äther umkristallisiert werden:

Es fällt dann in Form farbloser hexagonaler Prismen

60 Soweit bekannt, ist diese Verbindung in der Literatur nicht beschrieben.

Beispiel 4

Linksdrehendes y-Lacton der
l-6H,7H-cis-7-Amino-desacetylcephalosporansäure

In Beispiel 3 wurde die Herstellung des rechtsdrehenden Salzes des rechtsdrehenden y-Lactons der d-6H,7H-cis-7-Amino-desacetylcephalosporansäure mit

( + )-Weinsäure beschrieben. Die Mutterlaugen dieses Salzes, die das dem Antipoden-y-lacton entsprechende diastereoisomere Salze enthalten, werden durch einen Überschuß 1 n-Chlorwasserstoffsäure angesäuert und im Vakuum konzentriert. Der erhaltene Rückstand wird in 100 Volumenteilen Nitromethan und einem Überschuß einer 10%igen Natriumbicarbonatlösung in Wasser aufgenommen. Man dekantiert die organische Phase, trocknet sie und dampft zur Trockne ein; durch Aufnehmen des Rückstands in Methanol erhält man das linksdrehende y-Lacton der l-6H,7H-cis-7-Amino-desacetylcephalosporansäure in kristallisierter Form. Dieses Produkt kann durch Umkristallisieren aus Nitromethan oder durch intermediäre Bildung seines Salzes mit (-)-Weinsäure und durch Zersetzen dieses Salzes gereinigt werden. Es hat folgende Konstanten: F. etwa 220⁰C₁[OJS¹ - +248°± 6 (c= 0,1 %o, Wasser).

Soweit bekannt, ist diese Verbindung in der Literatur nicht beschrieben.

Beispiel 5

N-trityliertes Derivat des rechtsdrehenden

y-Lactons der d-6H,7H-cis-7-Amino-

desacetylcephalosporansäure

Zu 212 mg des rechtsdrehenden y-Lactons der d-eHJH-cis-J-Amino-desacetylcephalosporansäure
fügt man 2 ecm Nitromethan, 0,25 ecm Pyridin und

418 mg Tritylchlorid, rührt dann während 3 Stunden unter Stickstoffatmosphäre. Man fügt 5 ecm Wasser und 3 ecm Methylenchlorid zu, rührt, trennt die organische Phase durch Dekantieren ab, trocknet sie und konzentriert sie unter reduziertem Druck zur Trockne. Der erhaltene Rückstand wird durch Umkristallisieren aus einer Mischung von Methanol und Diäthyläther, dann einer Mischung von Methanol, Diäthyläther und Nitrobenzol gereinigt.

Man erhält so 340 mg N-trityliertes Derivat des rechtsdrehenden y-Lactons der d-6H,7H-cis-7-Aminodesacetylcephalosporansäure, F. = 222° C,

[λ] « = +160° ±3 (c = 0,52%, Chloroform). Analyse für C₂₇H₂₂OjN₂S (454,52):

Berechnet: C 71,35, H 4,87, N 6,16, S 7.06%; gefunden: C 71,6, H 5,0, N 6,0, S 7,1%.

Das N-tritylierte Derivat des y-Lactons der I-6H.7H-cis-7-Amino-desacetylcephalosporansäure wird auf analoge Weise aus dem in Beispiel 4 hergestellten entsprechendeny-Lacton erhalten.

Soweit bekannt, ist diese Verbindung in der Literatur nicht beschrieben.

H₂N

CH

-CH

CO₂ t-But NH C

ι C

O O

(V)

CH, H₂N

CH CH Cr

I I I

CO₂H NH C

(VI)

CH,

(QH₅I₃C

(C₆H₅I₃CNH HHS

H₂N HHS

• \i I/ \

C-C CH₂

Il I

C-N C

y \ f

O C

y \

O O

CH₂

16

-But

N-

95

CH-
I
CQ₂

623

HO
N

(IV)

=<

\ /
O

16

\

\
/

>₂

co
S

⁺ O =

(III)

CH₂-SH

\
O

/

N-C=CHNH
/ ]

\

2

/
Pl t

\

co'

CO₂

^ π
I

S

\

(ID

H₂N

t-But NH
\

\
C
I

H₂

co
/V

CH
I

\

C
I
C

I
C

\

ι Υ
SA
co

I
CO₂

/

'CH₁
C

\
/

CJ I

//
O
(V)

/

Yh₂

v, rl
!
t-But NH
\

S

\
ζ

/7
O

C
I
C

Claims

I .S-thiazin-^carbonsaure der Formel Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung racemischer oder optisch aktiver 6H,/H-cis-7-Amino-desacetyIcephalosporansäure-Denvate der allgemeinen Formel

H H

si i

C-C

I I

C-N

CH₁ C

CH,

O O

in der R ein Wasserstoffatom oder den Triphenylmethylrest bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man a) das Lacton der 2-{tert-Butoxycarbonylaminomethyl)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2H-l,3-thiazin-4-carbonsäure der Formel

H, N

CH CH CH,

I II"

CO₂ t-But NH C

A /'

O O

(V)

CH₂

40

oder eines seiner Salze in an sich bekannter Weise mit einem sauren Agens in wasserfreiem Milieu behandelt und

b) das erhaltene y-Lacton der 2-(Carboxyaminomethyl)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2H-1,3-thiazin-4-carbonsäure der Formel

H₂N S

CH CH CH₂

CO₂H NH C

\ / ■ C

O O

(VI)

55

CH,

in an sich bekannter Weise in Anwesenheit eines basischen Agens in nichtwasserfreiem Milieu mitTriphenylmethylchlorid umsetzt, c) das gebildete γ-Lacton der 2-(Carboxytritylaminomethyl)-5-hydroxymethyl-3,6-dihydro-2H- (C₆H₅J₃C

NH
\

CH CH CH₂

I I I

CO₂H NH C (VII)

C \
I CH₂

\
C) O

mit einem Dialkyl- oder Dicycloalkylcarbodiimid in einem Nitroalkan, Aceton, Acetonitril einem disubstituierten Amid oder einem SuIfoxid oder in einem Gemisch dieser Lösungsmittel, gegebenenfalls unter Zusatz von Chloroform oder Methylenchlorid, in Anwesenheit eines tertiären Amins behandelt und
d) das erhaltene y-Lacton der d,l-6H,7H-cis-7-Tritylamino-desacetylcephalosporansäure der Formel

(QH₅J₃CNH H HS

C-C CH₂

III _m

C-N C Ο

O C

O O

CH₂

gewünschtenfalls in an sich bekannter Weise mit einem sauren anorganischen oder organischen Agens behandelt und das erhaltene y-Lacton der -U-öH^H-cis-Z-Amino-desacetylcephalosporansäure der Formel

H₂N HHS

\i !/ \
C-C CH₂

C-N C

/ V

c.

in an sich bekannter Weise gewünschtenfalls mit einer optisch aktiven organischen Carbonoder Sulfonsäure umsetzt, abtrennt und die beiden gebildeten diastereoisomeren Salze nach üblichen Methoden reinigt und jedes dieser Salze mit einer anorganischen oder organischen Base oder mit einem sauren Agens zersetzt und d;is optisch aktive y- Lacton der α-

oder l-SHJH-cis-Amino-desacetylcephalosporansiure abtrennt, das man gewünschtenfalls durch Einwirkung einer anorganischen oder organischen Säure in ein Salz überführt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Carbodiimid in Stufe c) Diisopropylcarbodiimid oder Dicyclohcxylcarbodiimid ist

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das polare Milieu in Stufe c) aus Nitromethan besteht

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das tertiäre in Stufe c) Pyridin ist