Способ получения производных цефалоспорина Советский патент 1984 года по МПК C07D501/36 A61K31/546 C07D501/57 

Изобретение относится к способу получения Новых производных цефало спорина, а именно 7-ациламиноцефал споринов, замещенных в положении 3 бис-тетразолилметил-тиометильным радикалом, которые обладают свойст вами антибиотиков и могут найти применение в медищ1не. Известен способ получения антибиотиков цефалоспоринового ряда, содержащих в положении 3 моно-тетр золилметил-тиометильный радикал. Например извеса ен способ получения 7в-ациламино-7е -метокси-3-( 1 -метил тетраз6л-5-иптиометил)-3-цефем-4-карбоновьк кислот взаимодействием 7В-ацнламино-7о -метокси-3-ацетокси метил (или 3-карбамоилоксиметил)-3 -цефем-4-кйрбоновой кислоты или ее соли с 1-метил-5-меркаптотетразолом или с его щелочнометаллической солью в среде растворителя С11. Цепь изобретения - получение новых антибиотиков цефалоспориново,го ряда, расширяющих арсенал средст воздействия на живой организм. Цель достигается основанным на известной реакции получения эфирен тиолов способом получения производных цефалоспорина формулы N-w .-J-,соон где RT - водород, 2-тиенилацетил, ot-формнпоксифенилацетил или группа формулыО R -C-C-. в виде син-изомера, где R. - 2-аминотиазол-4-ил или фурил-2 и К5-С -С4-алкил; R2 - водород или метоксигруппа; Rj - водород или метил, заключающийся в том, что соединение формулыRJ (II) где RJ имеют указанные значения; R - ацетоксигруппа или атом галогена, или его соль с щелочным металлом или его сложный эфир, такой как п-нитробензиловый, подвергают взаимодействию с соединением формулы Л где RJ имеет указанные значения, в среде инертного органического растворителя при комнатной температуре, или при нагревании с последующим вьщелением целевого продукта. Соединения, получаемые с помощью предлагаемого способа, имеют нормальную стереохимию цефалоспориновых антибиотиков С боковой цепью в 7-положении, имеющей 13-конфигурацию, и если R2-7-мeтoкcигpyппa, Rj имеет альфа-конфигурацию. Реакция может быть проведена в безводных условиях, когда используют свободную кислоту формулы (II) или ее сложный эфир, или в водных условиях, когда используют свободную кислоту, когда используют сложный эфир соединения формулы (II), деэтерификацию пара-нитробензил сложного эфира проводят с помощью методов восстановительно расщепления, например путем каталитического гидрогенолиза с использованием 5%-ного палладия на угле в инертном растворителе, таком как тетрагидрофуран или ацетонитрил, либо с помощью элект ролитического восстановительного расщепления на катоде в ртутной ванне. истетразолшшетип-тиометилзамещенные цефалоспорины являются антибиотиками широкого спектра, ингибирующими рост как грамположительных, так и грамотрицательных микроорганизмов, которые являются патогенными по отношению к людям и животным. Антибактериальная активность этих соединений изучена в опытах, проведенных в пробирке, с использованием метода, использующего раствор агара. В приводимой ниже табл. 1 указана минимальная ингибирующая концентрация для испытуемых соединений. 3 Антибактериальная активность в 1087076I пробирке бис-тетразолметил цефалоспорииов Таблица 1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОИЗВОДНЫХ ЦЕФАЛОСПОРИНА общей формулы к, R.-««-i-/1 . ;д снг8д1 . Ан,Д1 -н . где R - водород, 2-тиенилацетил, сС-формилокси-фенилацетил или группа формулы к.-с-ётт OR, э в виде син-изомера, где Кл - 2-аминотиазол-4-ил или фурил-2 и Rg-C -C -алкил; RJ - водород или метоксигруппа; Rj - водород или метил, отличающийся тем, что соединение общей формулы S к.-ш. 1J/ V. о соон где R и RJ имеют указанные значения; R, - ацетоксигруппа или галоген, или его соль с щелочным металлом, СО или его сложный эфир, такой как п-нитробензиловьй, подвергают взаимодействию с соединением общей формулы -N--N II II нв кг СНг ОС ЛЛ тч о Ч О5 где RJ имеет указанные значения, в среде инертного органического растворителя при комнатной температуре или при нагревании с последующим выделением целевого продукта.

taphylococcus aureus

ii

n

Staphylococcus epidermidis

Streptococcus Group A Streptococcus pneumoniae Streptococcus Group D

ii

Haembphilus influenzas

Shigella Sonnei Escherichia coli

Klebsiella sp.

Enterobacter aerogenes

cloaca

Salmonella sp. fi II

Pseudomonas aeruglnosa

Serratia marcescens

Proteus morganii Сноски к таблице 1. . 1. Испытуемое соединение: A.7й-(2-тиенилацетамидо)-7-альфа-мeтoкcи-3-t1-(1H-тeтpaзoл-5-ил- метил)-1Н-тетразол-5-илтиометш133-цефем-4-карбоновая кислота; B.7б-(2-тиенилацетамидо)-3- 1-(1-метил-1Н-тетразол-5-илметил)-1Н-тетразол-5-Ш1Тиометил -3-цефем-4-карборовая кислота; C.7В-(П-орто-формилминдалоамидо)(1Н-тетразол-5-илметил)-tН-тетразол-5-илтиометилЗ-3-цефем-4-карбоновая кислота; D.7В- В-альфа-(4-этилпиперазил-2,3 -дион-1-нлкарбониламино)-альфа-(А-оксифенил)ацетамидо -3- 1Н-тетразо -5-илметил-1Н-тетразол-5-илтиометил -З-цефем-4-карбоновая кислота; E.син-7В- альфа-метоксимино-альфа-(2-амино-1,3-тиазол-4-ил)-ацетамид (1Н-тетразол-5-илметил I-1H -тетразол-5-ш1-тилметил -3-цефем-4-карбоновая кислота; F.син-7В- а;1ьфа-метоксимино-альфа-(2-амино-1,3-тиазол-4-ш1)-ацетамид -3- 1-(1-метил-1Н-тетразол-5-илметш -1Н-тетразол-5-ш1тиометил 3-цефем-4-карбоновая кислота. G.син-7В- альфа-метоксимино-альфа-(2-амино-1,3-тиазол-4-ил)-ацетамидоЗ-3- 2-(1Н-тетразол-5-илметил)-2Н-тетразол-5-ил-тиометил -3-цефем-4-карбоновая кислота. 2.Н.штамм, чувствительный к гриппу. 3.Н. штамм, устойчивый к гриппу Данные, представленные в таблице получены с помощью метода испытаний Мюплера-Хинтона с использованием раствора агара, содержащего 2% Supplemat С (Difco). Серийные двуПродолжение табл.1 кратные разбавления использованы в опытах с максимальными концентрациями, равными 128 мгк/мл. Соединение Е (табл. 1), являющееся предпочитаемым соединением в соответствии с изобретением, введено мышам, зараженным различными патогенами с целью определения эффективной : дозы соединения (ЕД). В указанной табл. 2 значения ЕД определены для указанных инфекций. Таблица 2 Активность соединения Е для мышей в живом организме ЕД (мг/кг X 2) Escherichia coli (Е.С.14°) 0,16 Proteus vulgaris (PV2S) 0,12 Serratia marcesceus (SE3) liO Staphylococcus aureus (30SS)7,6 : Streptococcus pyogenes (C203) 0,21 подкожные дозы спустя 1 ч и5ч после инфекции. Соединение Е оказалось также эффективным при лечении устойчивого к ампициллину менингита вида Настоphilus influenzae у детеньш1ей крыс. Соединение, как оказалось, присутствует в эффективных количествах в спинномозговой жидкости крыс, которым вводят это соединение подкожно в количестве 20 мг/кг живого веса. Предлагаемые соединения оказываются эффективными при лечении инфекционных заболеваний у людей и животных в тех случаях, когда они вводятся парентерально при эффективной дозе в диапазоне примерно от 50 мг/кг живого веса до npi зрно 500 мг/кг живого веса. Соединения также могут быть введены внутримышечно или внутривенно в пригодных приготовлениях. Для внутримышечного введения можно получить стерильные растворы солевой формы соединения, в фармацевтическом растворителе, таком как вода, предназначенная цля инъекций, физиологический соляный раствор либо в виде суспензии в соответствующем фармацевтически пригодном масляном осночзнии, таком как сложный эфир длинноцепной кислоты жирного ряда, такой как этилолеат. При внутривенном, вводе фармацевтически пригодная солевая форма соединения приготавливается в физиологической жидкости, такой как раствор Рингера, 5%-ная декстроза или другая пригодная физиологическая жидкость. В общем случае при антибиотической терапии количество вводимого антибиотика за висит от тяжести заболевания, воспри имчивости отдельного пациента, типа микроорганизма или микроорганизмов, вызвавших заболевание. Обычно эти соединения вводятся от 2 до 4 раз в день до тех пор, пока инфекция не будет уничтожена. Приводимые ниже примеры иллюстри руют изобретение. В этих примерах сокращение НРС означает жидкостную хроматографию с высокой разрешающей способностью, и, если нет другого указания,то используется силикагел вая колонка типа Waters ad Associat ModeZ 500. Спектр ядерно-магнитного резонан са определен с помощью спектрометра типа Varian Associates Model Т-60, спектрометр типа Jeol Model FX 90 использован для спзктра при частоте 90 Мгц и спектрометр типа Jeol Model PFT-100 использован при часто те 100 МГц. Триметилсилан использова в качестве стандарта при определени спектра ядерно-магнитного резонанса Обозначения, использованные при идентификации спектра ядерно-магнит ного резонанса, означают S-синглет, q-квартет, т-мультиплет, d-дублет, t-триплет. В этих примерах для обозначения определенней типов растворителей использованы следующие обозначения: THF-тетрагидрофуран, ДMF-димeтилформамид, ДМАС-диметилацетамид, МА-триметилсилилацетамид, ВА-бйс-триметилсилилацетамид. П р им ер 1. 7-амино-3-С1-(1-метил-1Н-тетразол-5-илметил)-1Н-тетразол-5/илтиометил/-3-цефем-4-карбоновая кислота. Раствор 1,54 г 7-аминоцефалоспорановой кислоты и 1 г (5 ммапь)-1-/1-метил-1Н-тетразол-5-илметил-/1Н-тетразол-5-тиола в 7 мл ледяной уксусной кислоты нагревают в масляной ванне до 65-70с. К полученной таким образом горячей реакционной смеси добавляют 3,6 мл зфирата трифторида бора. Полученную таким образом реакционную смесь нагревают при 65-70 С в течение 1 ч при перемешивании. Эту реакционную смесь далее охлаждают до комнатной температуры и добавляют 10 ми воды. После добавления воды реакционную смесь перемешивают в течение 15 мин, затем фильтруют и охлаждают в ледяной ванне. Величину водородного показателя холодной смеси доводят до 4,5 ед. рН с помощью концентрированной гидроокиси аммония. Образовавшийся осадок отфильтровьшают, промывают повторно водой, затем ацетоном и в заключение диэтиловым простым эфиром. Полученньй твердый продукт белого цвета сушат в вакууме в течение 1 ч при 40°С. Получают 1,5 г (80% от теоретического) соединения, указанного в заголовке. Элементный анализ, рассчитанный для С И N О S.,. Вычисление %:С-35,12; Н-3,44; N-34,13; S-15,62. Найдено, %: С-35,62; Н-3,53; N-31,63; S-14,52, ИК спектр (КВг) карбонильное поглощение при 1800 . Пример 2.7-амино-3-(1Н-тетразол-5-илметил)-1Н-тетразол- 5-илтиометил/-3-цефем-4-карбоновая кислота. В соответствии с этим примером суспензию, состоящую из 5,3 г (29 ммоль) 1-(1Н-тетразол-5-илметш1)-1Н-тетразол-5-тиола и 6,8 г . (25 ммоль) 7-аминоцефалоспорановой кислоты, суспендируют в 38. мл ледяной уксусной кислоты и полученную суспензию нагревают от 62 до 65 С в масляной ванне. К горячей суспензии добавляют 16,6 мл эфирата трифторида бора (дистиллированного); причем достигается практически полное растворение. Полученную таким образом смесь нагревают в течение 1 ч при температуре примернр от 60 до примерно при перемешивании. Реакционную смесь охлаждают и перемешивают в течение 1 ч при комнатной температуре и затем добавляют 45 МП воды. Разбавленную реакционну смесь охлаждают до и величину водородного показателя доводят до 4 с помощью концентрированной гидро окиси аммония. Полученный продукт осаждают, промывают водой, ацетоном простым дизтиловым эфиром и затем сушат в вакуумной печи 2 ч при 50°С. Получают 8 г продукта (88% от теоретического) в виде порошка светло-бежевого цвета. Спектр ядерно-магнитного резонан са (Т-60, бикарбонат натрия/В20)р.р 4,3 (т, 2Н,С-3метилен) и 5,9 (S, 2Н, метиленовые, имеющие мостиковую связь, тетразольного кольца), дельт Пример 3. 7В-Сальфа-метоксг- ино-альфа-(2-амино-1,3-тиазол-4-ил)-aцeтaмидqJ-3- 2-(1H-тeтpaзoл -5-илмeтил)-2H-тeтpaзoл-5-клтиoмeтшIЗ-3-цeфeм-4-кapбoнoвaя кислота. К раствору, состоящему из 202 мг (1,2ммоль) 2-/1Н-тетразол-5-илметип-2Н-тетразол-5-тиола в 6 мл буферного раствора, имеющего величину водородного показателя, равную 7 (полученную с помощью 176 мг, 2,1 ммоля, бикарбоната натрия), добавляют 460 мг (1 ммоль) 7В-/альфа-о -метокси-имино-альфа-(2-амино-1,3-тиазол-4-ил)ацетамидо/цефалоспорановой кислоты и полученный таким образом раствор нагревают в масляной ванне в течение 22 ч при 55 tfU°C. Спустя этот период времени с помощью хроматографирования реакционной смеси в тонких слоях установлено, что реакция завершена на 50%. Дополнительно 100 мг тиола и эквива лентное количество бикарбоната натрия добавляют к реакционной смеси. Полученную таким образом реакционну смесь нагревают в течение- примерно 12 ч при 55-60°С, охлаждают до комнатной температуры и промьшают 2 ра за порциями по 50 мл этилацетата. Водную фазу отфильтровывают и фильт рат охляждякп в п лячон ванне до 1 температуры примерно . Величину рН при интенсивном перемешивании и продукт осаждают в виде осадка желтооранжеврго цвета. Продукт отфильтровьшают, промьшают водой и сушат при комнатной температуре в вакууме. В результате получают 153 мг смеси сини анти-форм продукта. Эти изомеры разделяют с помощью силикагеля с обратимой фазой, используя для этого смесь, состоящую из 15% ацетонитрила, 2% уксусной кислоты и 83% воды (об.%). ЯМР син-изомера: (360МГц, flMSO-d : ,65 (га, 2Н,С-2,метипен), 3,85 (S, ЗН, оксим метил), 4,27 (т, 2Н, С-3-метнлен), 5,13 (d, Ш, С-бН), 5,82 (g, 1Н,С-7Н), 6,42 (S 2Н, метиленовые, с мостиковыми связями, тетразольного кольца), 6,78 (S, 1Н, теазол, Н), 7,29 (широкий S, 2Н, тиазоламино), и 9,61 (d, 1Н, 7-амид Н) ЯМР aнти-изoмepa:(ЗoOMГц,ДMSO- d): 3,60 (сД 2Н, С-2 метилен), 3,95 (S, ЗН, оксим метил), 4,27 (т, 2Н, С-3, метилен), 4,97 (d, 1Н, С-6 Н), 5,76 (g, 1Н, С-7 Н), 6,33 (S 2Н, метиленовые, с мостиковыми связями, тетразольного кольца,) , 7,14 (широкий S, 2Н, тиазол-амино Н), 7,46 (S, (Ш, тиазол Н), и 9,43 (а 2Н, 7-амид Н) ррм. Пример 4. 7-(2-тиенилацетамидо) -3-/1 -(1 Н-тетразол-5-илметил).-1Н-тетразол-5-илтиометип-/- 3-цефем-4-карбоновая кислота. Раствор 808 мг (2 ммоля) 7-/2-тиенилацетамидо/-3-ацетоксиметил-3-цефем-4-карбоксилата натрия (цефалотина натрия); 368 мг (2 ммоля) 1-/1Н-тетразол-5-илметил/-1Н-тетра зол-5-тиола и 168 мг (2 ммоля) бикарбоната натрия и 16 МП воды нагревают в масляной ванне в течение 7 ч при .55-60с. Эту реакционную смесь концентрируют под вакуумом до объема примерно равного 8 мл и вводят в иликагель с обратимой фазой препаративного жидкостного хроматографа с высокой разрешающей способностью. Разделение достигают в начале с использованием смеси, состоящей из 15 об.% ацетонитрила, 2 об.% уксусной кислоты и 83 об.% воды. Собирают множество фракций объемом 20 мл и после примерно 90 фракций их собирают и в качестве элюента используют смесь, состоящую из 20% ацетонитрила и 80% водь. Фракции 133-153 содержащие продукт, соединяют и выпаривают. Получают 350 мг кристалли ческого продукта, представляющего собой паранитробензиловый сложный эфир. Фракции It 1-193 содержат исходный материал - цефалотин натрия. Следующие данные получают для кристаллического продукта. ЯМР (100МГц,ДМ50-а ): 3,63 (т, 2Н, С-2 метилен) 3,73 (S, 2Н, тиофенацетил метилен), 4,32 (т, 2Н, Сметилен), 5,04 (d 1Н, С-6), 5,63 (g, ГН, С.7Н), 7,97 (S, 2Н, тетразол метилен), 6,8-7,4 (т, ЗН, тиофен Н) и 9,08 (d, 1Н, 7 амид Н) ррм. ИК спектр КВг) й-лактам карбонильное поглощение при 17,75 см Масс-спектр: М.в. 521. Пример 5. 7-(2-тиенилацетамвдо)-7-метокси-З/1-(1Н-тетразол 5-илметил)-1H-тeтpaзoл-5-шlтиoмeтил/-3-цeфeм-4-кapбoнoвaя кислота. Раствор 3,1 г (6,3 ммоля) пара-нитробензил 7-(2-тиенил-ацетамидо-7-метокси-3-бромметил-3-цефем-4-карбоксилата и 1,38 г (7,5 ммоля) 1-(1Н-тетразол-5-илмеТил)-1Н-тетразол-5-тиола в 20 мл диметилформамида перемешивают при комнатной температуре в течение примерно 16 ч. Реакционную смесь выливают в 150 мл смеси, состоящей из равньк объемов однонормальной хлористоводородной кислоты и этилацетата. Органический слой отделяют, промьшают два раза однонормальной хлористоводородной кислотой, один раз рассолом, далее сушат с помощью сульфата натрия, фильтруют и выпаривают до получения сухого продукта, в результате чего получают 3 г нечистого продукта в виде пенообразного материала светло коричневого цвета. Этот продукт 1Хроматографируют с использованием 75 г силикагеля и одного литра мегипенхлорида, а затем обрабатывают 2 л метилен хлорида, содержащего 2% метилового спирта, с целью элюирования. Хроматографическая колонка находится под давлением азота во время операции элюирования. Фракции содержащие продукт, соединяют и выпаривают до получения сухого продукта. Оставшееся масло растворяют в этилацетате и раствор отфильтровывают. Полученный фильтрат далее концентрируют в вакууме до получения сухого продукта. В результате получают 0,84 г продукта, Полученньй вьпие продукт деэтерифицирзпот с помощью электролитического восстановления следующим образом. Раствор, состоящий из 700 мг (1 ммоль) пара-нитробензилового сложного -эфира в 300 мп однонормальной серной кислоты в диметилформамиде, помещают в электролитическую ячейку, содержащую катод ртутной ванны и платиновый проволочный анод. Эти электроды разделены с помощью спекшейся стекломассы. Реакцию восстановления проводят при потенциале равном 0,64 В в течение периода времени свыше 3 ч. Восстановленньш раствор вьюодят из ячейки и выливают в 100 мл смеси, состоящей из равных объемов этилацетата и однонормальной хлористоводородной кислоты. Органический слой отделяют и промьшают два раза однонормальной хлористоводородной кислотой. Этот продукт далее экстрагируют из органического слоя с помощью 50 мл водного раствора гидроокиси натрия, величина рН равна 7,5, а затем водный экстракт промывают этилацетатом. Водную фазу отслаивают с помощью свежего этилацетата, подкисляют до величины рН равной 2,2 хлористоводородной кислотой. Органический слой отделяют, промывают 2 раза однонормальной хлористоводородной кислотой, рассолом, сушат сульфатом натрия и выпаривают до получения сухого продукта. В результате получают 290 мг продукта в форме свободной кислоты в виде пены желтого цвета. Этот продукт очищают следующим образом. Продукт в количестве 270 мг растворяют в О,05 М ацетата аммония путем добавления 2 капель концентрированной гидроокиси аммония к суспензий продукта и полученный таким образом раствор фильтруют и вводят на силикагель с обратимой фазой, которым заполнена препаративная колонка жидкостного хроматографа с высокой разрешающей способностью. Колонку первоначально элюируют смесью, . состоящей из 12% ацетонитрила, 2% уксусной кислоты и 86% воды, а затем смесью, состоящей из 15% ацетонитрила, 2% уксусной кислоты и 83% воды. Множество фракций объемом 20 мл собирают и фракции 72-89 соединяют и лиофилизируют. В результате получают 75 мг продукта в виде сухого порошка. ИК спектр: (КВг)В-лактам карбонил, поглощение при 1775 см. l.acc-спектр: М.в. 551. ЯМРСЮОМГц, ДМ50-аб):(Г 3,34 (S, ЗН, 7-метокси), 3,51 (ni, 2Н, С-2 метилен), 3,80 (S, 2Н, тиофенацетил метилен), 4,29 (т, 2Н, С-З ,метилен),. 5,06 (S, 1Н, С-6Н), 5,97 (2Н, тетразол .метилен), 6,9-7,4 (т, ЗН, тиофеновое кольцо Н), и 9,42 (S, 1Н, 7-ймид Н) ррм. Пример 6. 7-(0-формилминдальамидо)-3-/1-(1Н-тетразол-5-илметил)-1Н-тетразол-5-тиол/-3-цефем-4-карбоновая кислота. К раствору, состоящему из 1,01 г (5,5 ммоль) 1-/1Н-тетразол-5-илметил/-1Н-тетразол-5-тиола в 15 мп буферного раствора, характеризуемого величиной рН равной 7 и содержащего 0,88 г бикарбоната натрия, добавляют 2,28 г (5 ммолей) натрий7-(0-ф6рмилминдапьамидо)-3-ацетокси метил-З-цефем-4-карбоксилат и полученный раствор нагревают с перемеши ванием при температуре от 60 до 65 С в течение 16 ч. Полученную реакцион ную смесь охлаждают до комнатной температуры и концентрируют до объе ма 6,5 мл путем выпаривания в вакуу ме. Полученный концентрат хроматогр фируют на силикагеле с обратимой фа зой с помощью жидкостного хроматогр фирования с высокой разрешающей спо собностью с использованием в качестве элюента смеси, состоящей из 12% ацетонитрила, 2% уксусной кислоты и 86% воды. Множество фракций объемом 20 МП собирают и исследуют с помощью анализа спектра ультрафиолетового поглощения на содержание цефема. Фракции 94-107 соединяют и лиофилизируют. В результате получают 120 мл соединения, указанного в заголовке. ЯМР (90 MГц,ДMSO-dg): сигналы при «Г 3,84 (т, С-2 метилен), 4,54 (т, С-З метилен), 5,26 (d С-6Н), К,. 32 (S, метин Н миндальамидо боковая цепь), 5,94 (g, С-7 Н), 6,24 (S тетраэол метилен), 7,4-7,8 (т, фенил Н), и 9,04 (d, 7-амин Н) ррм. Пример 7. Син 7й-/альфа-(метоксиимино)-альфа-(2-фурил)ацетамидо/-3-/1-(1Н-тетразол-5-илметил)-1Н-тетразол-5-илтиометш1-/-3-цефем-4-ка |боновая кислота. I К раствору, содержащему натрий 78-/альфа-(метоксиимино)-апьфа-(2-фурил)ацетамкдо/-3-ацетоксиметил-З-цефем-4-карбоксипат и эквимолярнее количество 1-(1Н-тетразол-5-нлметил)-1Н-тетразол-5-тиола, добавляют эквимолярное количество бикарбоната натрия в воде и этот раствор нагревают в течение примерно 24 ч при температуре около 55 С. Реакционную смесь концентрируют при пони- . женном давлении и продукт отделяют из концентрата с помощью силикагеля с обратимой фазой при использовании жидкостного хроматографа с высокой разрешающей способностью.