DE2528077A1

DE2528077A1 - Beta-lactamantibiotika, verfahren zu ihrer herstellung sowie ihre verwendung als arzneimittel

Info

Publication number: DE2528077A1
Application number: DE19752528077
Authority: DE
Inventors: Hans-Bodo Dr Koenig; Karl-Georg Dr Metzger; Michael Dr Preiss; Wilfried Dr Schroeck
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1975-06-24
Filing date: 1975-06-24
Publication date: 1977-01-20
Also published as: FR2317302A1; ATA461376A; ES449142A1; AT348118B; CH628056A5; IL49848A0; DK281176A; GR60559B; AU498095B2; JPS523094A; GB1539053A; AU1522276A; FI761806A7; FR2317302B1; DD132344A5; BE843343A; SE7607217L; LU75216A1; NL7606788A

Description

Bayer Aktiengesellschaft 2528 077

Zentralbereich Patente. Marken und Lizenzen

509 Leverkusen. Bayerwerk

S-Iz

(Ia Pha)

2 0. Juni 1975

ß-Lactamantibiotika,

Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung als

Arzneimittel

Die vorliegende Erfindung betrifft neue ß-Lactamantibiotika, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung als Arzneimittel, insbesondere als antibakterielle Mittel und als Mittel zur Förderung des Wachstums und zur Verbesserung der Futterverwertung bei Tieren.

Es ist bereits bekannt geworden, daß bestimmte aC-(Imidazolidin-2-oxo-l-yl-carbonylamino)-benzylpenicilline und entsprechende Cephalosporine mit einer Imidazolidin-2-oxo-l-yl-carbonylamino-Seitenkette antibakteriell wirksam sind (vgl. deutsche Offenlegungsschriften 2 104 580, 2 152 967, 2 258 973, 2 402 465 und 2 428 139).

Es wurde gefunden, daß die neuen ß-Lactam-Antibiotika der Formel I

J 0 A

Z-N₃" ² ^N-C-NH-CH-CO-NH-C -CH" ^{U V}CH₂

^XCH₂- CH₂ B ^C - N -^ ^ -CH₂ -T

°" COOH

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in welcher

A für Wasserstoff oder Methoxy steht;

B für Phenyl; durch Hydroxy, Halogen, Methoxy-, -CN und/oder CH₃-SO₂-substituiertes Phenyl; für Thienyl; Cyclohexenyl

oder 1,4-Cyclohexadien-l-yl steht;
T für Hydroxy-, Pyridinium, Aminopyridinium, Azido, Cyano,

Thiocarbamoylthio, die Gruppe -S-Phenyl, welche substituiert sein kann, oder die Gruppe -S-Het bedeutet, in welcher Het für einen gegebenenfalls substituierten heterocyclischen 5- oder 6-gliedrigen Ring steht, U für Sauerstoff, Schwefel oder die -CH₅,-Gruppe steht; und

Z für gegebenenfalls substituiertes Cycloalkyl, Cycloalkenyl, oder Cycloalkadienyl steht, wobei -CH₂-Gruppen der Cycloalkylreste auch durch ein Sauerstoff- und/oder Schwefelatom und/oder eine -SO- oder -SO₂-Gruppe und/oder eine oder zwei -CO-Gruppen ersetzt sein können und wobei an diese Ringe ein Benzo-Ring ankondensiert sein kann;

oder für einen gegebenenfalls substituierten pseudoaromatischen heterocyclischen 5- oder 6-gliedrigen Ring steht; und wobei die ß-Lactam-Antibiotica der Formel I bezüglich des Chiralitätszentrums $ in den beiden möglichen Konfigurationen R und S und als Gemische der daraus resultierenden Diastereomeren vorliegen können

und die nichttoxischen, pharmazeutisch verträglichen Salze dieser Verbindungen starke antibakterielle Wirkungen aufweisen sowie die Eigenschaft haben, das Wachstum und die Futterverwertung bei Tieren zu fördern.

Weiterhin wurde gefunden, daß man die ß-Lactam-Antibiotica der Formel I sowie die nichttoxischen, pharmazeutisch verträglichen Salze dieser Verbindung erhält, wenn man Verbindungen der Formel II:

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ρ ^Α

Z-N^N-CO-NH-CH-CONH- .

V_y β ^L_N^CH₂ OCOCH₃

worin A, B, U, Z und C*die oben angegebene Bedeutung haben bzw. deren Salze mit anorganischen oder organischen Basen, mit Verbindungen der allgemeinen Formel III

T-H

wobei T die oben angegebene Bedeutung hat, beziehungsweise deren Salze mit anorganischen oder organischen Basen

in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Katalysators, in Gegenwart eines Lösungsmittels umsetzt und die erhaltenen ß~Lactamantibiotika in ihre nichttoxischen, pharmazeutisch verträglichen Salze überführt oder aus den gegebenenfalls erhaltenen Salzen gewünschtenfalls die freien Säuren herstellt.

überraschenderweise zeigen die neuen ß-Lactam-Antibiotica bei guter Verträglichkeit eine sehr gute Wirksamkeit gegen ein breites Spektrum von Krankheitserregern. Die erfindungsgemäßen Stoffe stellen somit eine Bereicherung der Pharmazie dar.

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Verwendet man y-^
l-yl)-carbonylamino7-phenylacetamidoJ--3-acetoxymethylceph-3-em-4-carbonsäure und 2-Methyl-5-mercapto-l,3,4-thiadiazol als Ausgangsstoffe, so kann der Reaktionsablauf gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durch das folgende Formelschema wiedergegeben werden :

Ν —

NCONH-CH-CONH₁—^ ^S\ + HS Ά _q

^N— ^{f K K)} QiI-N y^ CH₂ OCOCH₃

COOH

H₂0/pH = 5 _W . j? ,

5 Stdn./70°C* O^NCONH-dH-CONE^. N-N

^X oJ-N^-^-^^S^C^ COOH

+ HOCOCH,

In den Formeln bedeuten gegebenenfalls substituiertes Cycloalkyl, Cycloalkenyl und Cycloakadienyl Z solches mit 3 bis 7, vorzugsweise 3 bis 6 Ring-Kohlenstoffatomen. Beispielhaft seien aufgeführt: Cyclopropyl, 1-Cyclopropen-i-yl, 2-Cyclopropen-1-yl, Cyclobutyl, 1-Cyclobuten-i-yl, 2-Cyclobuten-1-yl, Cyclopentyl, 1-Cyclopenten-i-yl, 2-Cyclopenten-1-yl-, 3-Cyclopenten-i-yl, Cyclohexyl, 1-, 2- oder 3-Cyclohexen-1-yl, 1,4-Cyclohexadien-1-yl sowie die Reste

CH- CH₃ CH, CH₀ :-:

0 CH- , S CH- , 0<-S fcH- und TlS CH-

CU CU W

2 ^CH2 ^CH2

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Als gegebenenfalls substituierte heterocyclische 5- oder 6-gliedrige Ringe Z seien beispielhaft aufgeführt:

Furyl (vorzugsweise Furyl-2); Pyrryl (vorzugsweise 2-Pyrryl); 1-Methylpyrryl-2 oder -3; Thienyl (vorzugsweise 2-Thienyl); Oxazolyl (gebunden in 2-, 4- oder 5-Stellung); Thiazolyl (gebunden in 2-, 4- oder 5-Stellung); Isoxazolyl (gebunden in 3-, 4- oder 5-Stellung) ; Isothiazolyl (gebunden in 3-, 4- oder 5-Stellung) 1,2,5-0Xa(UaZoIyI-S-; 1,2,5-ThIa(UaZoIyI-S-; 1,3,4-Oxadiazolyl-2-; i,3,4-Thiadiazolyl-2-; 1,2,4-Oxadiazolyl (gebunden in 3- oder 5-Stellung); 1,2,4-Thiadiazolyl (gebunden in 3- oder 5-Stellung); Pyrazolyl (gebunden in 3-, 4- oder 5-Stellung); 1,2,4-Triazolyl (gebunden in 3- oder 5-Stellung); Tetrazolyl; Pyridyl (gebunden in 2-, 3- oder 4-Stellung); Pyridazinyl (gebunden in 3-, oder 4-Stellung); Pyrimidinyl (gebunden in 2-, 4- oder 5-Stellung; '^-Pyronyl (gebunden in 3-, 4- oder 5-Stellung); 7"-Pyronyl (gebunden in 2- oder 3-Stellung) und Benzthiazolyl-2.

Cycloalkyl, Cycloalkenyl und Cycloalkadienyl Z sowie die heterocyclischen 5- oder 6-gliedrigen Ringe Z können mono-, di- oder tri-, vorzugsweise mono- oder di-substituiert, insbesondere mono-substituiert sein. Als Substituenten seien beispielhaft genannt: Niederalkyl, insbesondere Methyl, Aethyl, Propyl, Isopropyl, t-Butyl, vorzugsweise Methyl; Niederalkyliden, insbesondere Methylen, Aethyliden und Isopropyliden; Vinyl, Propenyl, Allyl, Isopropenyl; NiederalkoxymethyI, insbesondere Methoxymethyl; Niederalkylthiomethyl, insbesondere Methylthiomethyl; Trifluormethyl; Hydroxymethyl; Formyl; Niederalkanoyl, insbesondere Acetyl; Niederalkanoyloxymethyl, insbesondere Acetoxymethyl; Benzyl; Aryl, insbesondere Phenyl; Cyanomethyl; die Gruppen CH₃-NH-CO-CH₂- und (CH₃J₂N-CO-CH₂-; Niederalkoxycarbonyl, insbesondere Methoxycarbonyl und Aethoxycarbonyl;

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Carboxy; Cyano; Hydroxy; Niederalkanoyloxy, insbesondere Acetoxy; Niederalkoxy, insbesondere Methoxy und Aethoxy; Benzyloxy; Halogen, insbesondere Fluor, Chlor, Brom, vorzugsweise Chlor; Nieder alky lthio, insbesondere Methylthio und Aethylthio; Niederalkylsulfinyl, insbesondere Methylsulfinyl und Aethylsulfinyl; Niederalkylsulfonyl, insbesondere Methylsulfonyl und Aethylsulfonyl; die Gruppen CH₃-CO-NH-, CH₃-CO-N(CH₃)-, CH₃-SO₂-NH- und CH₃-SO₂-N(CH₃)-.

Bevorzugt sind die Cycloalkyl-, Cycloalkenyl- und Cycloalkadienylreste Z unsubstituiert, wobei insbesondere der unsubstituierte Cyclopropylrest hervorgehoben sei.

Die heterocyclischen 5- oder 6-gliedrigen Ringe Z sind ganz besonders bevorzugt unsubstituiert oder mono-substituiert, wobei als bevorzugte Substituenten Niederalkyl, Trifluormethyl, Niederalkylsulfonyl, Nieder alkylthio und Tr i fluorine thy I erwähnt seien. Als besonders bevorzugte heterocyclischen Ringe Z seien genannt:

Pyridyl-2, -3 oder -4; Furyl; 5-Methylthio-(1,3,4-Thiadiazol) -2-yl; 5-i-Propylthio-(1,3,4-Thiadiazol)-2-yl; 5-Methylsulfonyl-(1,3,4-Thiadiazol)-2-yl; 5-Trifluormethyl-(1,3,4-Thiadiazol) -2-yl.5-sec.-Butyl-(1,3,4-Thiadiazol)-2-yl, Benzthiazolyl-2- und Pyrimidinyl-2.

A steht besonders bevorzugt für Wasserstoff. U bedeutet besonders bevorzugt Schwefel. T bedeutet vorzugsweise -OH und -S-Het.

Der heterocyclische Ring Het in -S-Het (Definition von T) besteht aus 5 oder 6 Ringgliedern und enthält 1 bis 4, vorzugsweise 2 bis 4, ganz besonders bevorzugt 3 oder 4 gleiche oder verschiedene

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Heteroatome, wobei als Heteroatome Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff stehen. Bevorzugt ist der heterocyclische Ring ungesättigt und enthält besonders bevorzugt 2 Doppelbindungen. Der heterocyclische Ring kann einen oder mehrere, vorzugsweise 1 oder 2, insbesondere einen Substituenten enthalten. Als Substituenten seien beispielhaft aufgeführt: Halogen, wie Fluor, Chlor, Brom und Jod, vorzugsweise Chlor und Brom; Amino, Niederalkylamino; Diniederalkylamino, Niederalkyl, Cycloalkyl (mit 3 bis 7, vorzugsweise 5 oder 6 Kohlenstoffatomen im Cycloalkylteil), Niederalkyloxy (Bedeutung von 'Niederalkyl¹ siehe unten), Trifluormethyl, Phenyl, Benzyl und Acylamino mit vorzugsweise 2 bis 5, insbesondere 2 oder 3 Kohlenstoffatomen. Als -S-Het seien als besonders bevorzugt aufgeführt:

R¹ ₁
N N N n/ R¹ = H, CH₃ oder C₃H₅;

-S-ILyJn X = O, S;

-s- CJ-:

R² = H, CH-, NHCH , N(CH,)_, NHCHO, NH-COCH-, X = 0, S;

Der Thiocarbamoylthiorest in der Definition von T kann am N-Atom durch einen oder zwei Niederalkylreste substituiert sein. Ferner kann dieses N-Atom Bestandteil eines Pyrrolidin-, Piperidin-,

4
Morpholin- oder N -Niederalkylpiperazinrings sein.

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Der -S-Phenylrest in der Definition von T kann einen oder mehrere, vorzugsweise 1 bis 3, insbesondere 1 oder 2 gleiche oder verschiedene Substituenten tragen, wobei als Substituenten diejenigen bevorzugt werden, welche oben als mögliche Substituenten des Restes -S-Het aufgeführt werden.

Der Phenylrest in der Definition von B kann einen oder mehrere, gleiche oder verschiedene vorzugsweise 1 bis 3, insbesondere 1 oder 2 und ganz bevorzugt 1 der oben genannten Substituenten tragen. Bei Monosubstitution steht der Substituent vorzugsweise in 4-Stellung (bezogen auf die Bindung des Phenylrestes an das asymmetrische Kohlenstoffatom).

Halogen als Substituent im Phenylrest B bedeutet Fluor, Chlor, Brom und Jod, vorzugsweise Fluor, Chlor und Brom, insbesondere Fluor und Chlor.

Besonders bevorzugt steht B für Phenyl, 4-Hydroxyphenyl und 1,4-Cyclohexadien-1-yl.

Nichttoxische, pharmazeutisch verträgliche Salze der Verbindungen der Formel I sowie der Ausgangsverbindungen der Formeln II und III sind Salze dieser Verbindungen mit anorganischen Basen an der sauren Carboxylgruppe beziehungsweise den sauren Carboxyl- und SuIfönsäuregruppen. Als Basen können hierzu alle in der pharmazeutischen Chemie, insbesondere in der Chemie der Antibiotika, üblicherweise verwendeten Basen eingesetzt werden. Als anorganische Basen seien beispielhaft genannt: Alkali- und Erdalkalihydroxide. Alkali- und Erdalkalicarbonate und Alkalihydrogencarbonate, wie Natrium- und Kaiiumhydroxid, Calcium- und Magnesiumhydroxid, Natrium- und Kaliumcarbonat, Calciumcarbonat, Natrium- und Kaliumhydrogencarbonat; Aluminiumhydroxid und Ammoniumhydroxid. Als organische Basen können primäre, sekundäre und tertiäre aliphatische Amine sowie heterocyclische Amine eingesetzt

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werden. Beispielhaft seien genannt: Di- und Triniedrigalkylamine, z.B. Diäthylamin, Triäthylamin, Tri-ß-hydroxyäthylarain, Procain/ Dibenzylamin, N,N'-Dibenzyläthylendiamin, N-Benzyl-ß-phenyl-äthy1-amin, N-Methyl- und N-Aethylmorpholin, 1-Ephenamin, Dehydroabietylamin, N,N'-Bis-dehydroabietyläthylendiamin, N-Niedrigalkylpiperidin. Auch sogenannte basische Aminosäuren wie Lysin und Arginin können vorteilhaft als Basen Verwendung finden. Besonders bevorzugte Salze sind die Natriumsalze.

Mit dem oben und auch unten gebrauchten Ausdruck 'Niedrigalkyl¹ werden jeweils geradkettige als auch verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3, insbesondere 1 oder 2 Kohlenstoffatomen verstanden. Im Zusammenhang mit anderen Gruppen, wie in 'Diniedrigalkylamino', bezieht sich der Ausdruck '-niedrigalkyl-¹ nur auf den Alkylteil der betreffenden Gruppe.

Besonders bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel I sind solche, in welchen

A für Wasserstoff steht;

B für Phenyl, Hydroxyphenyl (besonders bevorzugt p-Hydroxy-

phenyl) oder 1,4-Cyclohexadien-i-yl steht; U für Schwefel steht;
T OH, l-Methyl-tetrazol-5-yl-thio,2-Methyl-l,3,4-thiadiazol-5-yl-thio, 3-Methyl-l,2,4-thiadiazol-5-yl-thio oder 2-

Trifluormethyl-1,3,^-thiadiazol-5-yl-thio bedeutet; Z für Cyclopropyl, Furyl (vorzugsweise Furyl-2-) Pyridyl oder

Pyrimidinyl steht;
C* in der D- = R-Konfiguration vorliegt, sowie die Natriumsalze dieser Verbindungen.

Alle Kristallformen und Hydratformen der erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel I und ihrer Salze sind in gleicher Weise antibakteriell wirksam.

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Die als Ausgangsstoffe verwendeten Verbindungen der allgemeinen Formel II werden gemäß einem eigenen Vorschlag wie folgt erhalten:

Verbindungen der Formel IV

H₂N-CH-CO-NH-

I S- «v^N. OCOCH-^B ° COOH ^{2 3}

in welchen

A, B, C und U die oben angegebene Bedeutung haben oder deren

Salze, z.B. Natriumsalze werden mit etwa äquimolaren Mengen von Verbindungen der Formel V 0

Z-N N-CO-W V

in welcher

Z die oben angegebene Bedeutung hat und

W für Halogen, insbesondere Chlor steht, bei Tempe

raturen zwischen vorzugsweise 0 und 25°C, z.B. unter Kühlung mit Eis/Wasser umgesetzt. Hierbei wird durch Basenzusatz, z.B. Triäthylamin der pH-Wertbereich von etwa 7,0 bis 7,5 beibehalten. Als Lösungsmittel kann z.B. 20 % (Volumenteile) wässriges Tetrahydrofuran (THF) verwendet werden.

Man rührt so lange nach, bis zur Aufrechterhaltung dieses pH kein Triäthylamin mehr zugegeben werden muß. Dann wird mit 40 Vol. Tin Wasser verdünnt, der pH gegebenenfalls auf 7,0 gebracht, das Tetrahydrofuran weitgehend am Rotationsverdampfer entfernt, die verbleibende Lösung einmal mit Essigester gewaschen, dann mit frischem Essigester überschichtet, unter Rühren und Kühlung mit ver-

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dünnter Salzsäure bis auf pH 2,0 angesäuert, die organische Phase abgetrennt, die wäßrige Phase nochmal mit Essigester ausgeschüttelt und dann die vereinigten Essigester-Extrakte nach Waschen mit gesättigter Kochsalz-Lösung über MgSO. getrocknet. Nach Entfernen des Trockenmittels wird mit dem gleichen Volumen Aether verdünnt und dann durch Zugeben einer etwa 1-molaren Lösung von Natrium-2-äthylhexanoat in Aether(der ca. 10 % Methanol enthält) das Natriumsalz der Verbindung der Formel H gefällt, abfiltriert und getrocknet.

Die Verbindungen der Formel IV sind bereits bekannt oder nach bekannten Methoden erhältlich (vgl. z.B. E.H. Flynn, Cephalosporins and Pencillins, Academic Press, New York and London, 1972)

Die Verbindungen der Formel V sind bekannt bzw. nach bekannten Methoden erhältlich. Sie können z.B. in üblicher Weise durch die Umsetzung der heterocyclischen Verbindungen der allgemeinen Formel VI:

Z-N NH VI

in welcher

Z die oben angegebene Bedeutung hat,

mit z.B. molaren Mengen Phosgen in inerten organischen Lösungsmitteln wie z.B. Tetrahydrofuran oder in Gemischen aus Wasser und inerten organischen Lösungsmitteln wie z.B. Chloroform bei Temperaturen von 0 bis 25°C in Abwesenheit oder in Gegenwart der molaren Menge einer Base wie z.B. Triäthylamin und übliche Aufarbeitung und Reinigung hergestellt werden.

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CH₃O-J. CH, CO

Als Beispiele seien im einzelnen genannt (Formel Ha und Hb):

O Z-N^Si-CONH-CH-CONH-i—j^^Ssi

*— ^/ B O^-Nv-icHa OCOCH₃

COOH

13

Phenyl

4-Hydroxyphenyl Cyclohexa-ljA-dien-l-yl Thienyl-(2)

4~Methylsulfonyl-phenyl Phenyl

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Phenyl

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-ο-

H₃C

oo-

CH₃

ο-

^ CH

Ο-

H₃C CH, O"

Phenyl

- 13 -

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N-H

•U-

Phenyl·

Le A 16 508 _ 14 _

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N-N CH₃-SO₂- i_s }

N—N 4>

(CH₃ )_z CH-S

„ „ ^ Ν—Ν ^CH

N-N F₃C Λ _s>-

Phenyl

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I *

Z-N N-CO-NH-CH-CO-NH ^ "

B I¹

CH₁-OCOCh₃

0OH

Phenyl

II b

€>

a 16 5O8

- 16 -

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Alle Kristallformen,Hydratformen und Salze der Verbindungen der allgemeinen Formel II (a und b) sind als Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet.

Die als Ausgangsstoffe verwendeten Verbindungen der allgemeinen Formel III sind nukleophile Reagenzien, die nach bekannten Methoden erhältlich sind. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren substituieren diese nukleophilen Reagenzien die Acetoxy gruppe in den Reaktionspartnern der allgemeinen Formel II.

Derartige Reaktionen sind bereits bekannt, beispielsweise mit Pyridinen (Haie et al., Biochem.J., 79 (1961) 403, Spencer et al, J.Org.Chem. 32, (1967) 500 ), mit pseudoaromatischen Mercaptoheterocyclen (Haie et al., siehe obiges Zitat, Kariyone et al., J.Antibiotics, 23, (1970) 131, Spencer et al., siehe obiges Zitat), mit Dithiocarbamaten (Van Heyningen et al., J.Chem.Soc. (London) 1965, 5015) als nukleophilem Reaktionspartner.

Als bevorzugte Ausgangsstoffe der allgemeinen Formel III seien genannt :

2-Methyl-5-mercapto-l,3,4-thiadiazol
3-Methyl-5-mercapto-l,2,4-thiadiazol
2-Mercapto-l,3,4-thiadiazol
5-Mercapto-l,2,4-thiadiazol
l-Methyl-5-mercapto-tetrazol
l-Methyl-2-mercapto-l,3,4-triazol
2-Methyl-5-mercapto-l,3,4-oxdiazol und Wasser.

Wasser (zur Herstellung von Verbindungen, bei denen T für OH steht) .

Als Verdünnungsmittel kommen für das erfindungsgemäße Verfahren (Reaktion der Verbindungen der allgemeinen Formel II mit den Verbindungen der allgemeinen Formel III)in erster Linie Wasser aber auch alle sonstigen üblicherweise verwendeten Lösungsmittel in Frage.

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Als organische Lösungsmittel seien z.B. genannt: Aceton, Tetrahydrofuran, Dioxan, Acetonitril, Dimethylformamid, Isopropanol, Aethanol, Dimethylsulfoxid und andere mit Wasser mischbare Lösungsmittel einzeln oder als Gemische untereinander. Es können auch Gemische dieser Lösungsmittel mit Wasser eingesetzt werden.

Der pH-Wert der erfindungsgemäßen Reaktion kann in weiten Grenzen durch den Zusatz von Säuren oder Basen oder Puffergemischen beispielsweise zwischen 2 und 9 variiert werden, bevorzugt ist ein pH-Wert von 4-7, besonders bevorzugt ein pH-Wert von 5. Als Basen können hiervon alle in der organischen Chemie üblicherweise verwendeten anorganischen und organischen Basen verwendet werden, wie Alkali- und Erdalkalihydroxide, Erdalkalioxide, Alkali- und Erdalkalicarbonate und Hydrogencarbonate, Ammoniak, primäre, sekundäre und tertiäre aliphatische und aromatische Amine sowie heterocyclische Basen. Beispielhaft seien Natrium-, Kalium und Calziumhydroxid, Calziumoxid, Natrium- und Kaliumcarbonat, Natrium- und Kaliumhydrogencarbonat, Äthylamin, Methyl-äthylamin, Triäthylamin, Hydroxiäthylamin, Anilin, Pyridin und Piperidin genannt.

Als Puffergemische seien beispielhaft Phosphat- und Citratpuffer genannt.

Die Reaktionstemperaturen können in einem größeren Bereich variiert werden. Im allgemeinen arbeitet man zwischen etwa + 2O°C und etwa 1CX)⁰C, vorzugsweise zwischen 35°C und 75°C.

Die Umsetzung kann bei Normaldruck, aber auch bei vermindertem oder erhöhtem Druck ausgeführt werden. Im allgemeinen arbeitet man bei Normaldruck.

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Bei der erfindungsgemäßen Reaktion ist es häufig vorteilhaft, Katalysatoren wie Alkalimetalljodide (z.B. NaJ, KJ), Alkalimetallthiocyanate (z-B. NaSCN, KSCN),Lewissäuren wie SnCl₄, TiCl₄, ZnCl- oder, falls T gleich Hydroxy ist, eine spezifische Acylase mikrobiologischer, tierischer oder pflanzlicher Herkunft, insbesondere die bekannte Citrusacylase einzusetzen.

Bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren können die Reaktionspartner in äquimolekularen Mengen miteinander zur Reaktion gebracht werden. Es ist jedoch häufig zweckmässig, insbesondere die Verbindungen der Formel III beispielsweise das Methylmercaptothiadiazol oder das Methylmercaptotetrazol in einem Überschuß von 0,5 - 2,5 Moläquivalenten einzusetzen, um einen vollständigen Umsatz der Reaktionspartner der allgemeinen Formel II zu erreichen. Die Katalysatoren werden, falls ihre Gegenwart im Reaktionsgemisch gewünscht wird, bezogen auf die Ausgangsverbindungen der Formel II, in Mengen von 0,01 bis 10Mol, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Mol oder aber auch nur in Spuren eingesetzt.

Die Aufarbeitung der Reaktionsansätze zur Herstellung der erfindungsgemäßen Cephalosporine und ihrer Salze erfolgt durchweg in der aus der Cephalosporinchemie allgemein bekannten Art und Weise: z.B. durch Entfernen des Lösungsmittels, Aufnehmen in organische Lösungsmittel, Ausfällen und Umkristallisieren.

Die Natriumsalze werden in besonders vorteilhafter Weise durch Fällung mit Natrium-2-äthylhexanoat aus einer Lösung der freien Säuren in Aether, Essigester oder Dimethylformamid/Aether erhalten.

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. cto-

Die erfindungsgemäßen Wirkstoffe weisen bei geringer Toxizität und guter Verträglichkeit eine starke antimikrobielle Wirksamkeit auf. Diese Eigenschaften ermöglichen ihre Verwendung als Wirkstoffe in der Medizin sowie als Stoffe zur Konservierung von anorganischen und organischen Materialien, insbesondere von organischen Materialien aller Art, z.B. Polymeren, Schmiermitteln, Farben, Fasern, Leder, Papier und Holz, von Lebensmitteln und von Wasser.

i
Die erfindungsgemäßen Wirkstoffe s|ind gegen ein sehr breites Spektrum von Mikroorganismen wirksam. Mit ihrer Hilfe können z.B. Gram-negative und Gram-positive Bakterien und bakterien

ähnliche Mikroorganismen bekämpft reger hervorgerufenen Erkrankunger oder geheilt werden.

sowie die durch diese Erverhindert, gebessert und/

Besonders wirksam sind die erfindungsgemäßen Wirkstoffe gegen Bakterien und bakterienähnliche Mikroorganismen. Sie sind daher besonders gut zur Prophylaxe und Chemotherapie von lokalen und systemischen Infektionen in der Human- und Tiermedizin geeignet, die durch diese Erreger hervorgerufen werden.

Beispielsweise können lokale und/oder systemische Erkrankungen behandelt und/oder verhindert werden, die durch die folgenden Erreger oder durch Mischungen der folgenden Erreger verursacht werden:

Micrococcaceae, wie Staphylokokken, z.B. Staphylococcus aureus, Staph. epidermidis, Staph. aerogenes und Gaffkya tetragena (Staph. « Staphylococcus);

Lactobacteriaceae, wie Streptokokken, z.B. Streptococcus pyogenes, *C- bzw. ß-hämolysierende Streptokokken, nicht (γ -)-hämolysierende Streptokokken, Str. viridans, Str.

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faecalis (Enterokokken), Str.agalcjtctiae, Str. lactis, Str. equi, Str. anaerobis und Diplococcus pneumoniae (Pneumokokken) (Str. = Streptococcus);

Neisseriaceae, wie Neisserien, z.B. Neisseria gonorrhoeae (Gonokokken), N.meningitidis (Meningokokken), N.catarrhalis und N.flava (N. = Neisseria);

Corynebacteriaceae, wie Corynebakterien, z.B. Corynebacterium diphtheriae, C.pyogenes, C.diphtheroides, C.acnes, C.parvum, C.bovis, C.renale, C.ovis, C.murisepticum, Listeria-bakterien, z.B. Listeria monocytogenes, ErysipelothrixrBakterien, z.B. Erysipelothrix insidiosa, Kurthia-Bakterien, z.B. Kurthia zopfii (C. = Corynebacterium);

Enterobacteriaceae, wie Escherichiae-Bakterien der Coli-Gruppe, Escherichia-Bakterien, z.B. Escherichia coli, Enterobacter-Bakterien, z.B. E.aerogenes, E.cloacae, Klebsiella-Bakterien, z.B. K.pneumoniae, K.ozaenae, Erwiniae, z.B. Erwinia spec, Serratia, z.B. Serratia marcescens (E. = Enterobacter) (K. = Klebsiella), Proteae-Bakterien der Proteus-Gruppe, Proteus, z.B. Proteus vulgaris, Pr.morganii, Pr.rettgeri, Pr.mirabilis (Pr. = Proteus), Providencia z.B. Providencia sp., Salmonelleae, Salmonella-Bakterien, z.B. salmonella paratyphi A und B, S. typhi, S.enteritidis, S.cholerae suis, S.typhimurium (S. = Salmonella), Shigella-Bakterien, z.B. Shigella dysenteriae, Sh.ambigua, Sh.flexneri, Sh.boydii, Sh.sonnei (Sh. » Shigella);

Pseudomonadaceae, wie Pseudomonas-Bakterien, z.B. Pseudomonas aeruginosa, Ps.pseudomallei (Ps. = Pseudomonas), Aeromonas-Bakterien, z.B. Aeromonas liquefaciens, A.hydrophila (A. = Aeromonas);

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Spirillaceae, wie Vibrio-Bakterien, z.B. Vibrio cholerae, V. proteus, V.fetus (V. = Vibrio), Spirillum-Bakterien, z.B. Spirillum minus;

Parvobacteriaseae oder Brucellaceae, wie Pasteurella-Bakterien, z.B. Pasteurella multocida, Past.pestis (Yersinia), Past, pseudotuberculosis, Past.tularensis (Past. = Pasteurella), Bruceila-Bakterien, z.B. Brucella abortus, Br.melitensis, Br.suis (Br. = Brucella), Haemophilus-Bakterien, z.B. Haemophilus influenzae, H.ducreyi, H.suis, H.canis, H.aegypitcus (H. = Haemophilus), Bordetella-Bakterien, z.B. Bordetella pertussis, B.bronchiseptica (B. = Bordetella), Moraxella-Bakterien, z.B. Moraxella lacunata;

Bacterioidacea, wie Bacteroides-Bakterien, z.B. Bacteroides fragilis, B.serpens (B. = Bacteroides), Fusiforme-Bakterien, z.B. Fusobacterium fusiforme, Sphaerophorus-Bakterien, z.B. sphaerophorus necrophorus, Sph. necroticus, Sph.pyrogenes (Sph. = Sphaerophorus) ;

Bacillaceae, wie Aerobe Sporenbildner, z.B. Bacillus anthracis, B.subtilis, B.cereus (B. ■ Bacillus), Anaerobe Sporenbildner-Chlostridien, z.B. Clostridium perfringens, Cl.septicium, Cl. oedematiens, Cl.histolyticum, Cl.tetani, Cl.botulinum (Cl. ■ Clostridium);

Spirochaetaceae, wie Borrelia-Bakterien, z.B. Borrelia recurrentia, B.vincentii (B. ■ Borrelia), Treponema-Baktetien, z.B. Treponema pallidum, Tr.pertinue, Tr.carateum (Tr. = Treponema), Leptospira-Bakterien, Leptospira interrogans, z.B. Leptospira icterohaemorrhagiae, L.canicola, L.grippotyphosa, L.pomona, L. mitis, L.bovis (L. =» Leptospira);

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Die obige Aufzählung von Erregern ist lediglich beispielhaft und keineswegs beschränkend aufzufassen.

Als Krankheiten, die durch die erfindungsgemäßen Wirkstoffe verhindert, gebessert und/oder geheilt werden können, seien beispielsweise genannt:

Erkrankungen der Atmungswege und des Rachenraumes;

Otitis; Pharyngitis; Pneumoniej Peritonitis; Pyelonephritis; Cystitis; Endocarditis; Systeminfektionen; Bronchitis; Arthritis.

Zur vorliegenden Erfindung gehören pharmazeutische Zubereitungen, die neben nichttoxischen, inerten pharmazeutisch geeigneten Trägerstoffen einen oder mehrere erfindungsgemäße Wirkstoffe enthalten oder die aus einem oder mehreren erfindungsgemäßen Wirkstoffen bestehen sowie Verfahren zur Herstellung dieser Zubereitungen .

Zur vorliegenden Erfindung gehören auch pharmazeutische Zubereitungen in Dosierungseinheiten. Dies bedeutet, daß die Zubereitungen in Form einzelner Teile, z.B. Tabletten, Dragees, Kapseln, Pillen, Suppositorien und Ampullen vorliegen, deren Wirkstoffgehalt einem Bruchteil oder einem Vielfachen einer Einzeldosis entsprechen. Die Dosierungseinheiten können z.B. 1, 2, 3 oder 4 Einzeldosen oder 1/2, 1/3 oder 1/4 einer Einzeldosis enthalten. Eine Einzeldosis enthält vorzugsweise die Menge Wirkstoff, die bei einer Applikation verabreicht wird und die gewöhnlich einer ganzen, einer halben oder einem Drittel oder einem Viertel einer Tagesdosis entspricht.

Unter nichttoxischen, inerten pharmazeutisch geeigneten Trägerstoffen sind feste, halbfeste oder flüssige Verdünnungsmittel, Füllstoffe und Formulierungshilfsmittel jeder Art zu verstehen.

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Als bevorzugte pharmazeutische Zubereitungen seien Tabletten, Dragees, Kapseln, Pillen, Granulate, Suppositorien, Lösungen, Suspensionen und Emulsionen, Pasten, Salben, Gele, Cremes, Lotions, Puder und Sprays genannt.

Tabletten, Dragees, Kapseln, Pillen und Granulate können den oder die Wirkstoffe neben den üblichen Trägerstoffen enthalten, wie (a) Füll- und Streckmittel, z.B. Stärken, Milchzucker, Rohrzucker, Glukose, Mannit und Kieselsäure, (b) Bindemittel, z.B. Carboxymethylcellulose, Alginate, Gelatine, Polyvinylpyrrolidon, (c) Feuchthaltemittel, z.B. Glycerin, (d) Sprengmittel, z.B. Agar-Agar, Calciumcarbonat und Natriumbicarbonat, (e) Lösungsverzögerer, z.B. Paraffin und (f) Resorptionsbeschleuniger, z. B. quarternäre Ammoniumverbindungen, (g) Netzmittel, z.B. Cetylalkohol, Glycerinmonostearat, (h) Adsorptionsmittel, z.B. Kaolin und Bentonit und (i) Gleitmittel, z.B. Talkum,Calcium- und Magnesiumstearat und feste Polyäthylenglykole oder Gemische der unter (a) bis (i) aufgeführten Stoffe.

Die Tabletten, Dragees, Kapseln, Pillen und Granulate können mit den üblichen gegebenenfalls Opakisierungsraittel enthaltenden überzügen und Hüllen versehen sein und auch so zusammengesetzt sein, daß sie den oder die Wirkstoffe nur oder bevorzugt in einem bestimmten Teil des Intestinaltraktes, gegebenenfalls verzögert abgeben, wobei als Einbettungsmassen z.B. Polymersubstanzen und Wachse verwendet werden können.

Der oder die Wirkstoffe können gegebenenfalls mit einem oder mehreren der oben angegebenen Trägerstoffe auch in mikroverkapselter Form vorliegen. '

Suppositorien können neben dem oder

den Wirkstoffen die üblichen

wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Trägerstoffe enthalten, z.B. Polyäthylenglykole, Fette, z.B. Kakaofett und höhere Ester (z.B. C₁₄-AIkOhOl mit Cjg-Fettsäure) und Gemische dieser Stoffe,

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Salben, Pasten, Cremes und Gele können neben dem oder den Wirkstoffen die üblichen Trägerstoffe enthalten, z.B. tierische und pflanzliche Fette, Wachse, Paraffine, Stärke, Tragant, Cellulosederivate, Polyäthylenglykole, Silicone, Bentonite, Kieselsäure, Talkum und Zinkoxid oder Gemische dieser Stoffe.

Puder'und Sprays können neben dem oder den Wirkstoffen die üblichen Trägerstoffe enthalten, z.B. Milchzucker, Talkum, Kieselsäure, Aluminiumhydroxid, Calciumsilikat und Polyamidpulver oder Gemische dieser Stoffe. Sprays können zusätzlich die üblichen Treibmittel z.B. Chlorfluorkohlenwasserstoffe enthalten.

Lösungen und Emulsionen können neben dem oder den Wirkstoffen die üblichen Trägerstoffe wie Lösungsmittel, Lösungsvermittler und Emulgatoren, z.B. Wasser, Äthylalkohol, Isopropylalkohol, Äthylcarbonat, Äthylacetat, Benzylalkohol, Benzylbenzoat, Propylenglykol, 1,3-Butylenglykol, Dimethylformamid, öle, insbesondere Baumwollsaatöl, Erdnußöl, Maiskeimöl, Olivenöl, Ricinusöl und Sesamöl, Glycerin, Glycerinfbrmal, Tetrahydrofurfurylalkohol, Polyäthylenglykole und Fettsäureester des Sorbitans oder Gemische dieser Stoffe enthalten.

Zur parenteralen Applikation können die Lösungen und Emulsionen auch in steriler und blutisotonischer Form vorliegen.

Suspensionen können neben dem oder den Wirkstoffen die üblichen Trägerstoffe wie flüssige Verdünnungsmittel, z.B. Wasser, Äthylalkohol, Propylenglykol, Suspendiermittel, z.B. äthoxylierte Isostearylalkohole, Polyoxyäthylensorbit- und Sorbitanester, mikrokristalline Cellulose, Aluminiummetahydroxid, Bentonit, Agar-Agar und Tragant oder Gemische oder Stoffe enthalten.

Die genannten Formulierungsformen können auch Färbemittel, Konservierungsstoffe sowie geruchs- und geschmachsverbessernde Zusätze, z.B. Pfefferminzöl und Eukalyptusöl und Süßmittel z.B. Saccharin enthalten.

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-otfc

Die therapeutisch wirksamen Verbindungen sollen in den oben aufgeführten pharmazeutischen Zubereitungen vorzugsweise in einer Konzentration von etwa 0,1 bis 99,5, vorzugsweise von etwa 0,5 bis 95 Gewichtsprozent der Gesamtmischung vorhanden sein.

Die oben aufgeführten pharmazeutischen Zubereitungen können ausser den erfindungsgemäßen Wirkstoffen auch weitere pharmazeutische Wirkstoffe enthalten.

Die Herstellung der oben aufgeführten pharmazeutischen Zubereitungen erfolgt in üblicher Weise nach bekannten Methoden, z.B. durch Mischen des oder der Wirkstoffe nach dem oder den Trägerstoffen.

Zur vorliegenden Erfindung gehört auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Wirkstoffe sowie von pharmazeutischen Zubereitungen, die einen oder mehrere erfindungsgemäße Wirkstoffe enthalten, in der Human- und Veterinärmedizin zur Verhütung, Besserung und/oder Heilung der oben angeführten Erkrankungen.

Die Wirkstoffe oder die pharmazeutischen Zubereitungen können lokal, oral, parenteral, intraperitoneal und/oder rectal, vorzugsweise parenteral, insbesondere intravenös und intramusculös appliziert werden.

Im allgemeinen hat es sich sowohl in der Human- als auch in der Veterinärmedizin als vorteilhaft erwiesen, den oder die erfindungsgemäßen Wirkstoffe in Gesamtmengen von etwa 6 bis etwa 800, vorzugsweise 15 bis 300 mg/kg Körpergewicht je 24 Stunden, gegebenenfalls in Form mehrerer, z.B. von 3 Einzelgaben zur Erzielung der gewünschten Ergebnisse zu verabreichen. Eine Einzelgabe enthält den oder die erfindungsgemäßen Wirkstoffe, vorzugsweise in Mengen von etwa 2 bis etwa 300, insbesondere 10 bis 150 mg/kg Körpergewicht. Es kann jedoch erforderlich sein, von

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den genannten Dosierungen abzuweichen und zwar in Abhängigkeit von der Art und dem Körpergewicht des zu behandelnden Objekts, der Art und der Schwere der Erkrankung, der Art der Zubereitung und der Applikation des Arzneimittels sowie dem Zeitraum bzw. Intervall, innerhalb welchem die Verabreichung erfolgt. So kann es in einigen Fällen ausreichend sein, mit weniger als der oben genannten Menge Wirkstoff auszukommen, während in anderen Fällen die oben angeführte Wirkstoffmenge überschritten werden muß. Die Festlegung der jeweils erforderlichen optimalen Dosierung und Applikationsart der Wirkstoffe kann durch jeden Fachmann aufgrund seines Fachwissens leicht erfolgen.

Im Falle der Anwendung als Futterzusatzmitte1 können die neuen Verbindungen in üblicher Weise zusammen mit dem Futter bzw. mit Futterzubereitungen oder mit dem Trinkwasser gegeben werden. Dadurch kann eine Infektion durch gram-negative oder gram-positive Bakterien verhindert und ebenso eine bessere Verwertung des Futters erreicht werden.

Die neuen ß-Lactam-Antibiotica zeichnen sich durch starke antibakterielle Wirkungen, die in vivo und in vitro geprüft wurden, und durch orale Resorblerbarkeit aus.

Die erfindungsgemäßen ß-Lactam-Antibiotica können zum Zwecke der Erweiterung des Wirkungsspektrums oder zur Wirkungssteigerung z.B. auch mit Aminoglykosidantibiotika wie Gentamicin, Sisomicin, Kanamicin, Amikacin oder Tobramicin kombiniert werden.

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Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen kann beispielhaft durch die folgenden in vitro-Versuche demonstriert werden:

a) In vitro-Versuch

Die Verbindungen der Beispiele 1 bis 5, welche als typische Vertreter der erfindungsgemäßen Verbindungen betrachtet werden können, wurden mit Müller-Hinton-Nährbrühe unter Zusatz von 0,1 Gew.-% Glucose auf einen Gehalt von 100 »ug/ml verdünnt. In der Nährlösung befanden sich jeweils 1 χ 10 bis 2 χ 10⁵ Bakterien pro Milliliter. Die Röhrchen mit diesem Ansatz wurden jeweils 24 Stunden bebrütet und anschließend wurde der Trübungsgrad bestimmt. Trübungsfreiheit gibt Wirkung an. Bei der Dosierung von 100,ug/ml waren die folgenden Bakterienkulturen trübungsfrei (sp. = species):

Klebsiella pneumoniae; Enterobacter Aerogenes sp.; Serratia marcescens; Escherichia coli BE; Salmonella sp.; Shigella sp.; Proteus, indolnegativ und indolpositiv sp.; Pasteurella pseudotuberculosis; Bruceila sp.; Haemophilus influenzae; Bordetella bronchisptica; Staphylococcus aureaus 133; Neisseria Catarrhalis sp.; Diplococcus pneumoniae sp.; Streptococcus pyogenes W.; Enterococcus sp.;

Lactobacillus sp.; Corynebacterium diphteriae gravis; Corynebacterium pyogenes M; Clostridium botulinium; Clostridium tetani; Borrelia sp.;

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Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand der folgenden Beispiele erläutert werden.

Die NMR-Spektren der erfindungsgemäßen Verbindungen wurden, wenn nicht anders angegeben, in CD^OD-Lösung aufgenommen. Dabei bedeuten die Bezeichnungen in den Klammern:

s = Singulett m = Multiplett d = Dublett
t = Triplett
q = Quartett

Die IR-Spektren der erfindungsgemäßen Verbindungen wurden, wenn nicht anders angegeben, in Paraffinöl-(Nujol)-Suspensionen aufgenommen.

Erläuterung der in den Beispielen verwendeten Abkürzungen:

Vol. = Volumen

Gew.-Tie. = Gewichtsteile

Vol.-Tie. = Volumenteile

Std. = Stunden

Stde . = Stunde

THF = Tetrahydrofuran

DMF = Dimethylformamid

Äther = Diäthylather

Essigester = Essigsäureäthylester

Raumtemperatur = ca. 2O⁰C

abs. = absolut

Zers.-p. = Zersetzungspunkt

Die Ausbeuteangaben in % bedeuten Ausbeuten in % der Theorie. Alle Temperatürangaben sind ⁰C.

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Beispiel 1

O
Γ>-Ν NCONH-CH-CONH-,—SN ^N ~ ^N

¹^ \ / JL 1 I I Ii "

COONa CH

Natrium-7- ^D-a-Z^-Oxo^-cyclopropyl-imidazolidin-l-yl) carbonylaminoy-phenylacetamidoj' -3-£( l-methyl-tetrazol-5-yl)-thiomethyl7-ceph-3-em-4-carboxylat

Das Gemisch aus 1,2 Gew.TIn. Natrium-7- ^D-a-/T2-0xo-3-cyclopropylimidazolidin-l-yl)-carbonylaminö7-phenylacetamidoj- ^-acetoxymethyl-ceph^-em-A-carboxylat und 0,4 Gew. TIn. l-Methyl-tetrazol-5-thiol wird in 15 Vol.TIn. Phosphatpuffer bei pH = 5 unter Stickstoffathmosphäre 5 Std. bei 70⁰C gerührt. Anschließend läßt man auf Raumtemperatur erkalten, stellt pH = 7 ein, extrahiert 2 χ mit je 10 Vol. TIn. Essigester, der verworfen wird und säuerte die wäßrige Phase mit 2 η HCl auf pH = 2 an, nachdem mit 20 Vol. TIn frischem Essigester überschichtet worden ist. Die Essigesterphase wird abgetrennt, die wäßrige Phase noch 2 χ mit je 20 Vol.TIn. Essigester extrahiert, die vereinigten organischen Lösungen mit Wasser gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Anschließend versetzt man mit 2 Vol.TIn. einer 1 molaren Lösung von Natrium-2-äthyl-hexanoat in methanolhaltigen Aether, dampft am Rotationsverdampfer nahezu zur Trockne ein, löst in wenig Methanol und gießt unter heftigem Rühren in 50 Vol.TIe. eines eiskalten 10 : 1 Gemisches aus Aether und Methanol ein.

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Das Produkt wird abgesaugt, mit 1. Aether/Methanol 10 : 1

und anschließend mit reinem Aether gewaschen und über Nacht

im Vakuumexsiccator getrocknet.

Ausbeute an Natrium-7-Γ D-of|^-Oxo-3-cyclopropyl-imidazolidin

1-yl)-carbonylaminöy-Phenylacetamido}- -3-/( 1-methyl-tetrazol

5_yl)_thiomethyi7-ceph-3-em-4-carboxylat : 55$.

ß-Lactamgehalt nach IR- und NMR-Spektrum : 60$.

IR-Banden bei 3400, 3250, 1763, 1710, 1655, 1610, 1535 und

1284 cm"¹ (in NuJoI).
NMR-Signale bei*'= 2,3-2,8(5H), 4,25(1H), 4,4(1H), 5,0(1H),

5,6(2H), 5,9(3H), 6,0-6,8(6H), 7,35(1H)

und 9,1 ppm (4H).

(in CD₃OD).

I)-N^N-C₀-NH-CH-CC-NH-,

OONa

Zur Suspension von 1,5 Gew.Tin. Cephaloglycin-Dihydrat in 50 Vol. Tin. 80% wäßrigem Tetrahydrofuran gibt man unter Rühren so viel Triäthylamin, bis bei etwa pH 8,0 erreicht ist. Unter Kühlung mit Eis/Wasser trägt man dann 0,94 Gew.Tie. l-Chlorcarbonyl-2-oxo-3-cyclopropylimidazolidin ein und hält dabei den pH der Mischung durch entsprechendes Zugeben von Triäthylamin bei 7,0 7,5. Man rührt so lange nach, bis zur Aufrechterhaltung dieses pH kein Triäthylamin mehr zugegeben werden muß. Dann wird mit 40 Vol.Tin. Wasser verdünnt, der pH gegebenenfalls auf 7,0 gebracht, das Tetrahydrofuran weitgehend am Rotationsverdampfer entfernt, die verbleibende Lösung einmal mit Essigester gewaschen, dann mit frischem Esssigester überschichtet, unter Rühren und Kühlung mit verdünnter Salzsäure bis auf pH 2,0 angesäuert, die organische Phase abgetrennt, die wäßrige Phase nochmal mit Essigester ausgeschüttelt und dann die vereinigten Essigester-Extrakte nach Waschen mit gesättigter Kochsalz-Lösung

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über MgSO₄ getrocknet. Nach Entfernen des Trockenmittels wird
mit dem gleichen Volumen Aether verdünnt und dann durch Zugeben einer etwa 1-molaren Lösung von Natrium-2-äthylhexanoat
in Aether (der ca. 10 % Methanol enthält) das Cephalosporin-Natriumsalz gefällt.

Ausbeute: 1,6 Gew.TIe. Natrium-7-{_D-a-£(3-cyclopropylimidazolidin-2-on-l-yl)-carbonylamino7-phenylacetamido 3 -^-acetoxymethyl-ceph^-em-4-carboxylat.
ß-Lactamgehalt: 89 ^. \

IR-Spektrum (Carbonylbereich): 1790, 1735 (Schulter), ! (i. NuJoI) 1715, 1680 (Schulter), 1615 -j

und 1550-1530 cnT¹ \

NMR-Signale bei T= 2,35-2,75(5H), 4,2-4,5(2H), 4,95-5,2 ^; (i. CD₃OD) (3H), 6,1-6,7(6H), 7,3-7,7(1H), 7,95(3H)

und 9,15-9,35 ppm (4H).

Die Substanz enthält etwa 2 Moläquivalente Wasser und
0,35 Moläquivalente Essigester. Dieses wurde bei den
berechneten Analysenwerten berücksichtigt:

Ber.

: C

48,

0

H

VJl

,1

N

10,

8

S

VJl

,0

Gef.

: C

48,

1

H

VJl

,0

N

11,

5

S

5

,1

Beispiel

2

O

£>-N NCONH-

CH-CO

NBp

'Ί

¹T t~t

ΪΓ

N

COONa

Le A 16 508 - 32 -

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Natrium-7- ^D-a-Z^-Oxo^-cyclopropyl-imidazolidin-l-yl) carbonylaminoZ-phenylacetamidoJ' -3-/J2-Methyl-l, 3,4-thiad iazol-5-yl) -thiomethylZ-ceph^-em^-carboxylat

Dieses Cephalosporin wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise aus 1,2 Gew.TIn. Natrium-7- -^D-a-^^-Oxo-^-cyclopropylimidazolidin-1-yl) -carbonylamino^-phenylacetamidoj- -3-acetoxymethyl-ceph-3-em-4-carboxylat und 0,53 Gew.TIn.

2-Methyl-l, 3, A-thiadiazol-5-ί hi öl in 69/ Ausbeute hergestellt.

ß-Lactamgehalt nach TR- und NMR-Spektrum : 65-70$.

IR-Banden bei 3250, 1761, 1714, 1659, 1605, 1536 und 1283 cm"¹ (in NuJoI).

NMR-Signale bei^= 2,4-2,8(5H), 4,3(1H), 4,4(1H), 5,05(1H),

5,4(1H), 5,8(1H), 6,0-6,8(6H), 7,3(3H), 7,4(1H) und 9,2 ppm (4H) (in CD₃OD).

Beispiel 3

/J

NCONH-CH-CONH-i—f ° ^N „ CH,

COONa

Natrium-7- ^D-a-ZT2-0xo-3-cyclopropyl-imidazolidin-l~yl)-carbonylamino^-phenylacetamido^· -3-D. 3-methyl-l, 2,4-thiadiazol-5-yl)-thiomethyl7-ceph-3-em-4-carboxylat

Dieses Cephalosporin wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise aus 1,2 Gew.TIn. Natrium-7- £D-a-^(2-0xo-3-cyclopropyl-imidazolidin-1-yl)carbonylaminoy-phenylacetamido -3-acetoxymethyl-ceph-3-em-4-carboxylat und 0,53 Gew.TIn. 3-Methyl-l,2,4-thia'liazol-5-thiol in 62^₃ Ausbeute hergestellt.

Lfc A 16 0O8 - 3 3 -

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ß-Lactamgehalt nach IR- und NMR-Spektrum ca. 85-90$. IR-Banden bei 3?5O, 1762, 1715, 1658, 1618, 1540 und 1288 cm"¹

(in Nujol).

NMR-Signale bei f= 2,4-3,0(5H), 4,25-4,6(2H), 5,1(IH), 5,6(2H),

6,0-7,0(6H), 7,5(3H), 7,6(1H) und 9,3 ppm (in CD₃OD).

3eispiel 4

N~N

^J ^L_N^1ch -S—Il _S)^L CF₃

COONa

1,0 Gew. TIe. Natrium^-^D-a-Z^-Oxo^-cyclopropyl-imidazolidinl-yl)carlDonylamino7-phenylacetamidoj-3-acetoxymethyl-ceph-3-em-4-carboxylat werden in 10 Vol.TIn. einer Phosphatpufferlösung vom pH 7,0 gelöst, 0,35 Gew.TIe. 2-Mercapto-5-trifluormethyl-l,3,4-thiocdiazol zugegeben und die Mischung 6 Stdn. auf 70⁰C erwärmt; Mit Hilfe einer Autotikators wird dabei 0,1 η Natronlauge^ in der Weise zugegeben, daß der pH bei 5,1 konstant bleibt. Dann wird auf 0°-5°C abgekühlt, eine kleine Menge ungelöstes durch Filtration entfernt und das Filtrat mit 2 η Salzsäure bis auf pH 1,0 bis 1,5 angesäuert. Dabei fällt die freie Säure des Cephalosporins aus. Sie wird abgesaugt, gut mit Wasser gewaschen und gut abgepreßt.

Dieses Produkt wird dann in wenig Dimethylformamid gelöst,zu dieser Lösung 1,7 Vol.TIe. einer etwa 1-molaren Lösung von Natrium-2-äthylhexanoat in methanolhaltigem Aether gegeben und dann sofort nooh viel Aether zugegeben. Das gebildete Natriumsalz setzt sich zunächst in öliger Form ab. Die überstehende Lösung wird abdekantiert. Gibt man dann zu dem öligen Natriumsalz etwas Isopropanol, so wird es fest. Nach dem Verdünnen mit Aether saugt man ab, wäscht mit Aether nach und trocknet im Exsiccator über P₄O₁₀.

Le A 16 508 - 34 -

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Ausbeute : 0,5 Gew.Tie. Natrium^-lp-a-^i^-Oxo^-cyclopropyl-

imidazolidin-1-yl) -carbonylaminoZ-phenylacetamido r-3-ß. 2-trifluormothyl—rl,3,4-thiatdiazol-5-yl)-thiomethyl7-ceph-3-em-4-carboxylat.

ß-Lactamgehalt : 89$ (jodometrisch bestimmt). IR-Banden bei : 3400(Schulter), 3230, 1770(Schulter),1760,

1715, 1660, 1600, 1530 und 1280 cm"¹ (in NuJoI).

Schmelzpunkt : ab etwa 208⁰C klebrig und dunkel werdend.

Beim Aufstreuen bei etwa 26O⁰C zunächst klare Schmelze, die aber in Folge rascher Zersetzung sofort dunkel und wieder fest wird (Kofler-Heizbank).

Beispiel 5

0
N ^N-CO-NH-CH-CO-NHt

COONa

Zu einer Lösung von 1,0 Gew.TIn. Natrium-7-|D-a-^'(2-0xo-3-cyclopropyl-imidazolidin-1-yl)-carbonylaminq^-phenylacetamido}-3-acetoxymethyl-ceph-3-em-4-carboxylat in 5 Vol.TIn. Wasser werden 20 Vol. TIe. einer wäßrigen Citrusacetylesteraselösung (gewonnen aus 3,4 kg Orangenschalen (nach bekannten Methoden) und gelöst in 210 Vol.TIn. Wasser^ hinzugegeben und bei 35⁰C der pH der Mischung mittels eines Autotitrators 10-13 Std. auf 7,0 gehalten. Nach dem Abkühlen auf 0°C-5°C wird die Reaktionslösung mit 400 Vol.TIn.Essigester überschichtet und unter Rühren mit 2 η HCl bis auf pH 1,0 angesäuert. Es wird dann noch einige Zeit nachgerührt, bis die zunächst in fester Form ausgefallene Cephalosporinsäure im Essigester gelöst ist. Die organische Phase wird dann abgetrennt, zweimal mit gesättigter NaCl-Lösung gewaschen,

Le A 16 508 - 35 -

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über MgSO₄ getrocknet und im Vakuum bis auf etwa 100 Vol. TIe. eingeengt. Dann wird die berechnete Menge einer 1-molaren Natrium-2-äthylhexanoat-Lösung in methanolhaltigem Aether zugegeben, das ausgefallene Natriumsalz des Cephalosporins abgesaugt mit Aether welcher 10$ Methanol enthält und dann mit reinem Aether gewaschen und im Exsiccator über P*°io getrocknet.

Ausbeute : 0,9 Gew.TIe. Natrium-7-^D-a-Zl2-0xo-3-cyclopropyl-imidazolidin-l-yl)-carbonylamino7-phenylacetamido|-3-hydroxymethyl-ceph-3-em-4-carboxylat. ß-Lactamgehalt : 55$ (nach IR-Spektrum). IR-Banden bei : 3400, 3250, 1780, 1760, 1720, 1655, cm"¹

(in NuJoI).

NMR-Signale bei ^= 2,55(5H), 4,0-4,35(1H), 4,5(1H), 4,8-5,1(1H), 5,6(2H), 6,0-6,9(6H), 7,2-7,7(1H) und 9,l-9,4ppm (4H).

Schmelzpunkt : ab 188⁰C klebrig, starke Zersetzung ab etwa 212⁰C

(Koflerbank).

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von ß-Lactarn-Antibiotika der ^u Formel I

Jl O A

/^C\ ■ * I

Z-N₀ 2 .N-C-NH-CH-CO-NH-C CH

>3 1/ ι ii

^CHCH B ^C N "^v^—^CH ₂"^T

OOH

in welcher

A für Wasserstoff oder Methoxy steht;

B für Phenyl; durch Hydroxy, Halogen, Methoxy-, -CN und/ oder CH_-SO₂-substituiertes Phenyl; für Thienyl; Cyclohexenyl oder 1,4-Cyclohexadien-l-yl steht;

T für Hydroxy-, Pyridinium, Aminopyridinium, Azido, Cyano, Thiocarbamoylthio, die Gruppe -S-Phenyl, welche substituiert sein kann, oder die Gruppe -S-Het bedeutet, in welcher Het für einen gegebenenfalls substituierten heterocyclischen 5- oder 6-gliedrigen Ring steht,

U für Sauerstoff, Schwefel oder die -CH_-Gruppe steht; und

Z für gegebenenfalls substituiertes Cycloalkyl, Cycloalkenyl, oder Cycloalkadienyl steht, wobei -OSL-Gruppen der Cycloalkylreste auch durch ein Sauerstoff- und/oder Schwefelatom und/oder eine -SO- oder -SO₂~Gruppe und/oder eine oder zwei -CO-Gruppen ersetzt sein können und wobei an diese Ringe _ei_n Benzo-Ring ankondensiert sein kann; oder für einen gegebenenfalls substituierten pseudoaromatischen heterocyclischen 5- oder 6-gliedrigen Ring steht; und wobei die ß-Lactam-Antibiotika der Formel I bezüglich des Chiralitätszentrums C in den beiden möglichen Konfigurationen R und S und als Gemische der daraus resultierenden Diastereomeren vorliegen können; sowie deren nichttoxischen, pharmazeutisch verträglichen

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Salze, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der Formel II:

* I
Z-N N-CO-NH-CH-CONH J /

B J-N v^- CH₂OCOCH₃

COOH

worin

A, B, U, Z und C die oben angegebene Bedeutung haben bzw

deren Salze mit anorganischen oder orga nischen Basen, mit Verbindungen der all gemeinen Formel III

T-H

III

wobei
T

die oben angegebene Bedeutung hat, bzw. deren Salze mit anorganischen oder organischen Basen

in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Katalysators, in Gegenwart eines Lösungsmittels umsetzt, und die erhaltenen ß-Lactamantibiotika in ihre nichttoxischen, pharmazeutisch verträglichen Salze überführt oder aus den gegebenenfalls erhaltenen Salzen gewünsch tenfalls die freien Säuren herstellt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei

A für Wasserstoff steht;

B für Phenyl, Hydroxyphenyl oder 1,4-Cyclohexadien-i-yl

steht;
U für Schwefel steht;

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OH, l-Methyl-tetrazol-5-yl-thio, 2-Methyl-l, 3,4-thiadiazol-5-y1-thio, 3-Methyl-l,2,4-thiadiazol-5-yl-thio oder 2-Trifluormethyl-1,3,4-thiadiazol-5-y1-thio bedeutet ;

für Cyclopropyl, Furyl, Pyridyl oder Pyrimidinyl steht und

in der D- = R-Konfiguration vorliegt, sowie die Verbindungen als Natriumsalze vorliegen.

3· Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, bei welchen in einem Temperat
arbeitet wird.

einem Temperaturbereich von etwa +20 bis etwa 10O⁰C ge-

4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, bei welchem die Umsetzung in einem pH-Wertbereich von 2 bis 9 erfolgt.

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