Способ получения производных карбапенема Советский патент 1989 года по МПК C07D205/12 A61K31/382 A61K31/43 A61P31/00 C07D335/02 

1

Изобретение относится к способам получения новых производных карбапенема общей формулы

ОН R,

Г V1 Э

A-fYs4Js-CH3.(x)n (D

f/-N-A 0R

где R4 - водород или метилJ R - группа С00 ;

п - О,

или

Rz - группа

где R - паранитробензил;

X - дифенилфосфат;

п .- 1,

которые проявляют противомикробные свойства и могут найти применение в медицине.

Целью изобретения является разработка способа получения новых производных карбапенема формулы (I), которые бы имели более высокую активность , чем известный имипенем-6- -(1 -гидроксиэтил) -3-(2-иминометил) амино этилтио-7-оксо-1 -азабицикло L3.2 ,0 2гепт-2-ен-2-карбоновая кислота.

Јъ

00 О

sj

0Э Јь

СМ

Пример 1 . (5R,6S) -6-(1Н.-гид- роксиэтил)-7-оксо-З-О -метил-4-тиа- тетрагидротилпираниум)-1 -азабицикло ). 2 , Oj гепт-2-ен-2-карбоксилат.с

А, 4 Меркапто 1-метилтетрагидро- тиопираниумтрифлат.

©

s- jsНе

ШОН

НО

е

v

Холодный (ледяная баня) водный раствор (4 мл) 4-ацетилтио-1-метил- теграгидротиопираниумтрифлат (500мг, 1,47 ммоль) обрабатьшают раствором 1М NaOH (2 мл, 2 ммоль). Смесь перемешивают в течение 1 ч до тех пор, пока ТСХ (на силикагеле) не покажет полное исчезновение исходно- го продукта, рН сильного основного раствора доводят до 7,5 с помощью НС1. Этот тиол используют для следующей реакции соединения с энолфосфатом.

4-Ацетилтио-тетрагидротиопиран (1 ,1 ,г, 6,25 ммоль) превращают в ,ег1яертичное основание с помощью ме- тилтрифлата (1,1 мл) в метилен- хлориде при О С для получения соот- ветствующего превращенного в четвертичное основание производного (2,1 5 г 6,34 ммоль, 98,6%).

В. n-Нитробензил (5R,6S)-6-(lR- т ицроксиэтил)-7 оксо-3-( -метил-4- -тиатетрагидротиопираниумдифенил- фосфат)- -азабицикло 3 .2 . OJrenT-2- -ен-2-карбоксилат.

Раствор энолфосфата, полученного v . п-нитробензил (5К-гидроксиэтил)- - 3 .,7--диокео-1 -азабицикло 3.2.0 гепт -2 -ен-3-карбоксилат (174 мг, 0,500 ммоль), диизопропилэтиламина О 05 мкл, Оs603 ммоль), и дифенилхлорфосфата (124 мкл,

0,598 ммоль) в ацетонитриле (4 мл) пуи 0°С (1 ч) обрабатывают холодным 4-меркапто-1 -метилтетрагидротиопи- раниумтрифлатом (из 500 мг соответствующего 4-ацетилтиопроизводного). Затем добавляют холодный ацетонитрил (20 мл) до получения фазовой смеси.

Раствор перемешивают при 06С в течение / «1, выдерживают при -78°С в течение 18 ч и снова перемешивают ирь 0°С в течение 4 ч. рН поддерживают на уровне 7,8 путем добавления

с

0

5 0

30

35

40 45

50

водного NaHCO. Ацетонитрил выпаривают при низкой температуре /15°С для получения водной фракции и осаждения смолы. Водную фракцию вливают в колонку с силикагелем (2,58 см, внутр.)- Полярность элтоента увеличивают CH5CN. Полученную смолу немедленно растворяют в смеси 40% CHjCN/l O и пропускают через колонку. Указанное соединение элюируют смесью -15-30% CHjCN в Н20. Ацетонитрил отгоняют при высоком давлении при 0-5 С в течение 1 ч. После лиофилизации водной фракции получают желтый порошок (240 мг, 67%).

ИК(нуйол),} махе, 1772 (с., (fl-лактам С 0) и 1595 (с.,СО,).

ГН ЯМР (80 МГц, , Pfrn: 8,28, 8,17, 7,68, 7,57 (4Н, м., аромат ич., Н), 7,57-7,11 (10Н, м., аро- матич.Н); 5,39 (2Н, шир.с.,0-СН -), 4,45-4,10 (2Н, м., H-l и Н-5) , 3,95-3,00 (7Н, м., СН4-4, , S-CH), 2,88, 2,87, (ЗН, 2С, S-CH3); 2,75-1,75 (4Н, м., -СН), и 1,25 (ЗН, д., J 6,4 Гц, С%).

Пример 2. (5R, 6S)-6-(lR- -rHflpoKCH3Trai)-4R-MeTHn-3-(l -метил- -4-тиатетрагидротиопираниум)-7-оксо- -1-азабицикло 3.2,оЗгеп -2-ен-2-кар- боксилат.

A.Получение 4-ацетилтио-1-метил- тетрагидротиопираниум трифторметан- сульфоната.

В охлажденный (5 С) раствор 4-аце- тилмеркаптотетрагидротиопирана (1 ,91 г, 10,9 ммоль) в дихлорметане (20 мл) добавляют метилтрифторметансульфо- нат (1,3 мл, 11,5 ммоль) по каплям в течение 30 мин. Растворитель удаляют в вакууме и получают 3,85 г (10%) указанного соединения в виде масла. 1Н ЯМР (D20),i , ppm: 2,14-3,79 (м., 8Н, протоны кольца)1, 2,39 (с., ЗН, СООЦ)-, 2,93 (с., ЗН, S СН3) , 5,46 (с., 1Н, CHS),

B.Получение 4-маркапто-1-метил- тетрагидротиопираниум трифторметан- сульфоната.

В охлажденный (5вС) раствор 4- -ацетилтио-1 -метилтетрагидротиопира- ниум трифторметансульфоната (3,35 г, 9,83 ммоль) в обедненной I-кислородом воде (32 мл) добавляют раствор 1 М NaOH (10,8 мл, 10,8 ммоль) по каплям. После перемешивания в течение 1 ч при О С рН раствора доно5

дят до 7,5 с с помощью 1 н. НС1.Раствор лиофилизуют и получают тиол и смесь солей. Продукт используют без предварительной очистки.

ЯМР (ОгО),8 , ргт: 2,0-4,0 (м., ПН); 2,90 (с., ЗН, SCH,) } 1,9 (с. ЗН, СЬЦСГ) .

С. Получение (5R, 6S) п-нитробен- зил-6-( К-ги,цроксиэтил)-4-К-метил- -3-(1 -метил-4-тиатетрагидротиопира- ниум) -7-OKCO-I -азабицикпо 3 .2 .0 / гепт-2-ен-2-карбоксилдифенилфосфата.

В охлажденный раствор (5°С) свежеприготовленного (5R, 6S) n-нитро- бензил-2-дифенилфосфат-4К-метил-7- -оксо-1-азабицикло З.2. OjrenT-2-ен- -2-карбоксилата (3,27 г, 5,5 ммоль) в К,М-диметилформамиде (20 мл) в атмосфере азота добавляют суспензию 1-метил-4-меркаптотетрагидротиопира- ниум трифторметансульфоната (2,7 г, 9,0 ммоль) в Н-диметилформамиде (10 мл), а затем М,К-диизопропилэтил амин (1,57 мл, 9,0 ммоль). После перемешивания в течение 1 ч при 5 С смесь растирают в смеси диэтилового эфира с петролейным эфиром (1:1, . 210 мл) и масляный слой разводят сме сьюводы. с ацетонятрилом (8:1, 210мл Раствор промывают диэтиловым эфиром (2-100 мл) и водную фазу пропускают через колонку для хроматографии (200 г, (U Bondapak С-18 силикагеля), используя в качестве элюента сначала воду .(500 мл), затек смесь ацето- нитрила с водой (10, 20 и 30% по 500 мл каждая). После обезвоживания замораживанием получают 2,4 г (58,6%) целевого продукта

ИК (нуйол), }

МЧКС

см

-4

1765,

(СО, р -пактам), 1705 (СО, сложный эфир).

1Ц ЯМР (ацетон-dg) , г JT, ррта: 1,2 (д., 6Н, СН,СНОН и СНэ-4); 2,12- -3,32 (м., АН); 3,10 (с., ЗН, SCH5), 3,37-4,55 (м., 9Н), 5,42 (к., ), 6,89-8,34 (м., АгН) .

Это соединение получают обычным способом из (5R, 6S) п- нитробензил- -6-(1 R-гидроксиэтил)-З,7-диоксо-АК- -метил-1-азабицикло 3.2. Q гептан-2- -карбоксилат, однако энолфосфат выделяют путем концентрации реакционной смеси в вакууме, а затем разводят смесью этилацетата и диэтилового эфира (1:1) и промывают водой. После обезвоживания над безводным суль807646

фатом магния пропускают через активированный уголь, удаляют в вакууме растворитель и получают чистое соеди- 5 нение.

D. Получение (5R, 6S)-6-(1 R-гидроксиэтил) -4Р-метил-3-(1-метил-4- -тиатетрагидротиопираниум)-7-оксо-1 - -азабидикло 3.2.0 гепт-2-ен-2-карбо0 ксилата.

В охлажденный () раствор (5R, 6S) n-нитробензил -6-(1 R-гидроксиэтил) -4R-MeTiffl-3-(l-метил-4-тиатетра- гидротиопираНиум)-7-оксо-1 -азабицик-

15 .2 .OJ гепт-2 ен-2-карбоксилдифенил- фосфата (2,40 г, 3,23 ммоль) в тетра- гидрофуране (240 мл) и 0,05 М фосфат ный буфер (240 мл) с рН 7,0 добавляют диэтиловый эфир (240 мл) и

0 10%-ный Pd/C, (2,4 г). Смесь гидро- генизируют в аппарате Пааре при давлении Н 45 фут/дюйм при 15С в течение 1 ч. Затем раствор фильтруют через стеклянный фильтр и катализа5 тор промывают водой (25 мл). Вод- ную фазу фильтрата промывают диэтиловым эфиром (2Х.100 мл) и продувают Е вакууме для удаления всех следов органического растворителя.

0 Продукт очищают с помощью хроматографии наш Bondapak С-18 силикагеле (100 г), используя в качествее элюента смесь ацетонитрила с водой (0; 2; 4% по 500 мл и 10% в 250 мл воды).

5 Получают 1,08 г сырого продукта. После лиофилизации этот продукт и 0,020 г образца другого опыта(исход- ный материал 0,067 ммоль сложного эфира) очищают с помощью хромато0 графии с высоким давлением (данные хроматографии: С-18 |Ц Bondapak с использованием 5%-ной смеси CHjCN и Н.О при скорости 4 мл/мин, детектор RI) Получают 328 мг продукта.

5 Продукт снова подвергают очистке с помощью хроматографии на силикагеле (15 г, ju Bondapak С-18), используя воду, а затем 2%-ную смесь ацетонитрила с водой в качестве элюен0 та. Получают 225 мг (19,1%) целевого продукта в виде белого твердого вещества после, лиофилизации.

УФ (НгО) , мспсс , нм: 298 (9581). 5 ИК (нуйол) , } мяхс , см : 1760, (СО, |Ь -лактам) , 1590 (СО, карбокси- лат) .

Н ЯМР (DaO),Ј , ppm; 1,21 (д., J-7,26 Гц, ЗН, «U-4) ; 1,30 (д.,

J 6,37 Гц, СН3СНОН); 1,92-2,64 (м., 4Н, тиопиранил-протоны); 2,94 (с., ЗН, S-CH,); 3,15-3,78 (м., 7Н);4,19- -4S32 (м., 2Н), Время полувыведения 30 ч при 37 С в биологическом буфере, с рН 6.4.

В табл. 1 приведены биологические данные (противомикробная активность) карбапенемов по изобретению.

Активность ин витро,

Карбапенемные соединения, полученные в примере 1, после растворения в воде и разведения питательным бульоном имели приведенную в табл. 1 минимальную ингибирующую концентрацию (МИК) в мкг/мл, против указанных микроорганизмов, что определили при инкубировании в течение ночи при 37 С В табл. 2 приведена МИК имипенема.

При определении содержания соединения в крови использовали две группы мышей. В каждой группе было по 4 мыши весом 20 г. До введения препарата /за 5-10 мин)мышам одной группы сделали внутрибрюшинно инъекцию ингибитора дипептидазы (ВСН-1) в дозе 10 мг/кг„ Затем через 10, 20, 30, 405 45, 60 и 90 мин после внутримышечного введения соединения по примеру 1 у каждой мыши отбирали пробу крови и исследовали биологическую активность, используя чувствительную пластину с B.subtilis ATCC 6633.

- ШЧ НЈх НШ-ч-7- /°

н соон

Данные приведены в табл. 3 и 4.

Выделение с мочой.

В тесте использовали две группы мышей„ Каждая группа состояла из четырех мышей весом по 20 г. До введения препарата (за 5-10 мин) мышам одной группы ввели парэнтерально ингибитор дипептидазы (ВСН-1) в дозе 10 мг/кг, Затем животных рассадили в индивидуальные метаболйтные клетки и через 0-3 и 3-6 ч собрали на лед мочу. Животные голодали всю ночь, получали по потребности раствор декстразы с аминокислотой, начиная за 1 ч до введения препарата в течение 6 ч сбора мочи. Образцы мочи исследовали на биологическую активность, используя чувствительные

пластины с B.subtilis ATCC 6633.

i

Результаты отображены в табл. 5.

0

0

5

5

Активность ин виво.

Приготовление контрольного зараженного раствора: ВН1-бульон (9,0 мл) инокулировали раздавленной суспензией P.aeruginosa А9843а и инкубировали в течение 18 ч при37°С. 0,5 мл этой культуры добавили в 20 мл бульона ВН1 и инкубировали в течение 3 ч при постоянном встряхивании при 37°С. Затем приготовили раствор 1/10000 этой культуры в 0 4%-ном слизистом секрете желудка свиньи. Мышам внутрибрюшинно ввели 0,5 мл бактериальной суспензии (соответствует 6,0x10 живых клеток/ /мышь).

Определение 50%-ной защитной дозы

(ЗДда).

Зараженным мышам внутримышечно ввели различные дозы соединения по примеру 1 сразу же после заражения и ище раз через 2 ч после заражения. Каждая мышь получила внутримышечно 0,2 мл препарата. Через 5 дней после заражения определили количество смертей. ЗД50 определили, используя определение 50% концевой точки с помощью пробит-анализа,

ЗД50 при внутримышечном введении составляла 0,71 мг/кг. е

Соединения I являются малотоксичными и более эффективными по активности, поскольку имеют более низкое значение МИК, чем известное соединение (имипенем)ь Формула изобретения.

Способ получения производных KapJ бапенема формулы (I)

он4 & ф . В

ALA-s-Cs-aV n

оДЛ, .

где R, - водород или метил, : Ег - группа

п - 0 или R4 - группа COOR, где R - паранитробензил;

X - дифенилфосфат,

п - 1,

отличающийся тем, что соединение формулы

л-Л-;

COORl

где R,, Re

и X имеют указанные значения, подвергают взаимодействию с тиолом формулы

HS4DS CH3

в инертном растворителе, таком как диметилформамид или ацетонитрил, в присутствии основания, такого как

диизопропилэтиламин или бикарбонат натрия, при 0-5°С и полученное при этом соединение вьделяют или переводят в соединение формулы (I), где Ra - группа COO, a n « 0, путем гидрогенолиза.

Таблица 1 Противомикробная активность харьапенемных соединений ин внтро

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИМ СОЕДИНЕНИЯМ ,В ЧАСТНОСТИ, К ПОЛУЧЕНИЯ ПРОИЗВОДНЫХ КАРБАПЕНЕМА ОБЩЕЙ ФОР-ЛЫ @ , ГДЕ R₁-H ИЛИ МЕТИЛ

R₂-ГРУППА COO^-

N=0 ИЛИ R₂ - ГРУППА - COOR₂, ГДЕ R₂¹- ПАРАНИТРОБЕНЗИЛ

X- ДИФЕНИЛФОСФАТ

N=1, КОТОРЫЕ ПРОЯВЛЯЮТ ПРОТИВОМИКРОБНУЮ АКТИВНОСТЬ. ЦЕЛЬ - ВЫЯВЛЕНИЕ БОЛЕЕ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. ПОЛУЧЕНИЕ ЦЕЛЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВЕДУТ ИЗ СООТВЕТСТВУЮЩИХ КАРБАПЕНЕМА И ТИОЛА В ИНЕРТНОМ РАСТВОРИТЕЛЕ, ТАКОМ КАК ДИМЕТИЛФОРМАМИД ИЛИ АЦЕТОНИТРИЛ. ПРОЦЕСС ПРОВОДЯТ В ПРИСУТСТВИИ ОСНОВАНИЯ, ТАКОГО КАК ДИИЗОПРОПИЛЭТИЛАМИН ИЛИ БИКАРБОНАТ НАТРИЯ, ПРИ 0-5°С. ПОЛУЧЕННОЕ ПРИ ЭТОМ СОЕДИНЕНИЕ ВЫДЕЛЯЮТ ИЛИ ПЕРЕВОДЯТ В СОЕДИНЕНИЕ УКАЗАННОЙ ФОРМУЛЫ, ГДЕ R₂ - ГРУППА - COO^-

N=0, ПУТЕМ ГИДРОГЕНОЛИЗА. 2 ТАБЛ.

S S S S 5

Ssaureus (Pen resistant)

S.aureus (Met resiatant) E.coli E.coli

K. pnetmoniae K.pneumoniae E. cloacae E.cloacae P.mirabilis P. vulgaris M.morganii P.rettgeri S.marcescene P.aeruginosa P.aeruginosa

Т а б л

Противомикробная активность соединения имипенем

0,016

0,03

я ц а 2

Примечание: Смахс - максимальная концентрация в крови после

введения лекарства-, Тмакс - время, требуемое для достижения максимального кровяного уровня; АИС - область кривой, описываемой зависимостью концентрации от времени.

Таблица 4

Таблица 3

Таблица 5