Способ получения оптически чистых (5R, 6S)-6-[1(R)-гидроксиэтил]-2-метоксиметилпенем-3-карбоновой кислоты или ее сложных эфиров, или ее солей с щелочными металлами Советский патент 1990 года по МПК C07D499/06 A61K31/43 A61P31/04 C07D499/883 

Изобретение относится к способу получения новых оптически чистых стерео- изомеров антибиотиков пенемового ряда, а именно оптически чистых (5R, 6S)-6

ы

- 1 (R)-гидроксиэтил 2-метоксиметил- пенем-3-карбоновой кислоты или ее -. сложных эфиров, или ее солей с щелочными металлами с содержанием основно|го вещества не менее 95 %, которые мо- ут найти применение в качестве анти- 1бактериальных агентов при лечении инфекционных заболеваний у людей и Нлекопитающих животных.

Цепь изобретения - получение новых оптически чистых антибиотиков пе-. ремового ряда, обладающих более высокой антибактериальной активностью.

Пример 1. Аллил (5R, 6S)-6- О(-трет.бутилдиметилсилоксиэтил J- -2-метоксиметилпенем-З-карбоксилат.

727 мг (3S, 4R)- 1-С1-(аллилоксикар- бонил)-1-(трифенилфосфоранилиден)-ме- гид, 3- Cl (R) -трет. бутилдиметилсилилок- 1сиэтил -4-(аргентотио)-азетидин-2-она растворяют в 20 мл сухого и об- |рабатьюают 110 мкл метоксиацетилхлори- |да. После перемешивания в течение 10 .мин при комнатной температуре реак- даонную смесь разбавляют этилацетатом {фильтруют через целит, промывают 5%- |ным водным раствором кислого карбоната натрия, а затем дважды - рассолом. После вьшаривания растворителя в вакууме, остаток растворяют в 150 мл то- луола и выдерживают при температуре кипения с обратным -холодильником в течение 90 мин. Раствор концентрируют ПОД пониженным давлением, а. затем под :вергают хроматографической обработке :на силикагеле 230-400 меш (0,046 - 0,027 мм) с использованием смеси цик- логексана с этилацетатом в соотноше- НИИ 80:20 в качестве элюента, в результате чего в вид е желтоватого мас- лоподобного. вещества получают 360 мг продукта, указанного в заголовке примера (выход 87%).

ИК-спектр (хлороформ), ): 1785, 1700 см- .

ЯМР-спектр (90 мгГц, СВС),: 0,09 (6Н, с.); 0,89 (9Н, с.); 1,26 (ЗН, д., 6,5 Гц); 3,39 (ЗН, с.); 3,67 (1Н, Д.Д., менее 2 и 7 Гц); 4,23 (1Н, м.); 4,5-4,8 (4Н, м.).; 5,0-5,5 (2Н, м.); 5,55-6,05 (1Н, м.).

П р и м е р 2. Аллил (5R, 6S)-6- -D(К)-гидроксиэтил }-2-метоксиметил- пенем-3-карбоксилат.

Раствор 360 мг аллил (5R, 6S)-6- (Я)-трет,бутш1диметилсилилоксиэтил -2-метоксиметилпенем-3-карбоксш1ата в 6vмл сухого тетрагидрофурана после- ровательно обрабатьшают 0,6 мл уксусной кислоты и тригидрата тетрабутил- аммонийфторида (930 мг) с одновременным перемешиванием. Раствору дают постоять в течение ночи при комнатной температуре, затем его концентрируют до небольшого объема и подвергают хроматографической обработке на силикагеле с использованием в качестве элюента смеси циклогексана с этилацетатом в соотношении 1:1, в результате чего в виде белого порошка получают 250 г продукта, указа-нного в заголовке примера.

УФ-спектр (хлороформ), ( 326 нм.

При м е-р 3. Аллил (5R. 6S)-6- - 1 (К)-гидроксиэтил -2-метоксиметил- пенем-3-карбоксилат.

Раствор 6,1 г (3S, 4Я)-1-С1-(алли- локсикарбонил)-1-(трифенилфосфоранилиден) -метил -3-С1(R)-гидроксиэтил - -4-(аргентотио)-азетидин-2-она в 250 мл сухого ацетонитрила при температуре обрабатывают 1,2 мл ме- токсиацетилхлорида, а затем перемешивание продолжают в течение 15 мин при . Добавляют этилацетат и образовавшуюся смесь фильтруют через целит. Органическую фазу промывают водным раствором кислого карбоната натрия, сушат над сульфатом натрия и концентрируют. В результате тонкослойной хроматографической обработки остатка на силикагеле 230-400 меш (0,046-и, с использованием в качестве элюентов смесей гексана с этилацетатом в виде желтоватого пеноподобного материала получают 4,2 г (3S, 4R)-1-C1-(aлли- лoкcикapбoнил ) - 1-(трифенилфосфоранили- ден)-метил2-3-С1 (R)-гидроксиэтил 3-4- -(метоксиацетилтио)-азетидин-2-она.

Полученный по изложенному продукт растворяют в 250 мл толуола и раствор кипятят с обратным холодильником в течение 2 ч. После охлаждения и удаления растворителя остаток подвергают очистке хроматографическим путем на силикагеле с использованием в качестве элюента смесей циклогексана с этил- ацетатом, в результат е чего получают 2,5 г продукта, в ввде белого порошка, указанного в заголовке примера.

ИК-спектр (бромид калия) , -J : 1775, 1705 см-

УФ-спектр (э танол), Л„«кс 326 ям.

П р и м е р.4. Аллил (5R, 6S)-6- - 1 (R)-гидpoкcиэтил -2-метоксиметилпе- нем-3-карбоновая кислота, натриевая соль.

4,17 (1Н, м.); 4,47 и 4,73 (2Н, два Д., 16 Гц); 5,58 (1Н, д., менее 2 Гц); 5,82 (центр ЛВр).

II Р и м е р 6. (5-Метил-2-оксо-1,

15865176

2,3 г аллил (5К, б8)-6-С1(К)-гид-Я№-спектр (CDC1, 90 мгГц) с/ рокс„этил 2-мегоксиметилпене„-3-кар- 1,33 (ЗН, д. 6,5 Гц ; 2J2 Ш с ) боксилата растворяют в 60 . сухого 2,3 (1Н, ш. с,, exch D,0 . 3 Зэ сЗН тетрагидрофурана, а затем раствор пос- с ) 3 71 dH пп / г ч

ледовательно обраь.гьшают 1,05 г этил- /- 2 „6.5Гц):

гекс аноата натрия, 300 мг трифенилфос- фина и 100 мг тетракис-(трифенилфос- фин)-палладия (0). Перемешивание продолжают в течение 30 мин, после чего ,« . Р р 6. (5-Метил-2-оксо-1, тонкослойный хроматографический ана-З-лиоксолен-4-ил)-метил (5R, 6S -6лиз показал полное отсутствие исход-1иК)-гидроксиэт1ш -2-метоксиметилного материала. Добавляют 40 мл ди-пенем-3-карбоксилат.

этилового эфира и осадок отделяют

центрифугированием. Сырой материал ,. с i натриевой соли .(5R,

J ЬЬ ;-Ь-| 1 (К)-гидроксиэтил J-2-метокси- . метнлпенем-3-карбоновой кислоты в 3 МП сухого ДМФ обрабатывают 180 мг (5-метил-2-оксо-1,3-диоксолен-4-ил)- метилбромида и перемешивают при комнатной температ т е в течение 2 ч. Реакционную смесь выливают в смесь этил- ацетата с водой, органическую фазу ; дважды промывают водой, а затем сушат и концентрируют в вакууме..В результате обработки остатка диизопрошшовым эфиром получают 240 мг белых кристал20

растворяют в минимальном количестве воды и очищают обратно фазной хрома- тографической обработкой с применением прибора Lichroprep ® К,PC-18 Merck и воду, а затем смесь воды с ацетоном в качестве элюентов, причем содержавшие продукт фракции собирают и подвергают сушке вымораживанием, получив 1,8 г продукта, указанного в заголовке примера, в виде белого по- 25 рошка„

ИК-спектр (бромид калия), %) : 1755,

1600, 1575 CM-V

УФ-спектр (вода), ,.: 258 нм (г 4044); 306 нм (6076).

ЯМР-спектр (200 мгГц, ), сГ: 1,30 (д., 6,3 Гц); 3,38 (ЗН , с.); 3,91 (1Н, д,д., 1,6 и 6,0 Гц); 4,25 (1Н, м.); 4,48 и 4,79 (2Н, два д., 14,0 Гц); 5,66 (1К, д., 1,6 Гц),

ГГ р и м е р 5. Ацетоксиметил (5R, 6S)(К)-гидроксиэтил -2-метокси- метилпенем-3-карбоксилат.

258 мг натриевой соли (5R, 6S)-6лов. |

30

УФ-спектр (хлороформ), . ; 326 нм.

НК-спектр (КВг), л): 3450, 1820 1780, 1725, 1710 смЛ

ЯМР-спектр (СОС1з, 50 мгГц), J- 1,32 (ЗН, д., 6,5 Гц); 2,17 (ЗН, с.); 2,37 (1Н, ш. с., exch I) ,0); 3,38 (ЗН, 35 с.); 3,69 (1Н, д.д., ме нее 2 .и 6,5 Гц); 4,20 (1Н, «.); 4.43 и 4,70 (2Н, два д., 16 Гц); 4,93 (2Н, с.); 5,60 (1Н, д, менее 2 Гц).

r1CD , Пример 7. (5-Метил-2-оксо-1

-1иК)-гидроксиэтил 2-метоксиметил- 40 З-диоксолен-4-ил)-метил (5R 6S)-6- пенем-3 -карбоновой кислоты в 3 кп су-- 1 (Ю-гидроксиэтк.п -2-мето;симетилпенем-З-карбоксилат,

Стадия А. В перемешиваемый раствор

TeMoeoaTvnP п. - -З-ГКЮ-триметилсили

температуре. После разделения мевду 45локсиэтил -4-метоксиацетилтиоазетислоями этилацетата и 2%-ного водногодин-2-она в 35 ™ сухого т уолГппи

раствора бикарбоната натрия органичес-Ю С добавляют 1,8 триэт °ш

кую фазу два,ы промывают рассолом, апосле чего по 2 7 г

вакууме ПГ «(5-метил-2-оксо-1 ,3-диокс Г4-ил)-

вакууме. В результате добавления ди- 50 -мет оксалилхпорида в 10 мл толуола изопропилового эфира в сырой продуктОбразовавшийся раствор

в течение 15 мин при комнатной темпа- ратуре, а затем промывают водой, 5%- ным водным раствором бикарбоната нат- 55 рия и вновь водой. После сушки над сульфатом натрия органический раствор концентрируют до остаточного объема 2о МП. Добавляют 4 мп триэтилфосфита и раствор кипятят с обратным холодиль- --.. ini л1 I DJ D .J MJ1 L,

ХОГО ДМФ обрабатывают 145 мг ацеток- симетилбромида при , а затем перемешивают в течение 2 ч при комнатной

- -j.- - fi. ч. f- У -С

получают бельм осадок, который от-. фильтровывают и высушивают, получая 220 мг продукта.

ИК-спектр (бромид калия), : 3590 1780, 1765, 1715, 1580 см-

З27 нм ° ° ,17 (1Н, м.); 4,47 и 4,73 (2Н, два Д., 16 Гц); 5,58 (1Н, д., менее 2 Гц); 5,82 (центр ЛВр).

II Р и м е р 6. (5-Метил-2-оксо-1,

/- 2 „6.5Гц):

. Р р 6. (5-Метил-2-оксо-1, З-лиоксолен-4-ил)-метил (5R, J .

20

25

лов. |

30

НИКОМ в течение 5 ч. Далее смесь охлаждают до комнатной температуры, а затем промывают трижды водой с последующей сушкой сульфатом натрия.В результате удаления растворителя и хроматографической обработки остатка над силикагелем, используя в качестве элюентов смеси н-гексана с зтилацета- том в виде бесцветного маслоподного материала, получают 2,9 г (5-метил-2- -оксо-1,3-диоксолен-4-ил)-метил (5R, 6S)-6-.1 (К)-триметилсилилоксизтил -2- -метоксиметилпенем-3-карбоксилата.

Стадия В, Указанный продукт ра ст- воряют в 160 мл 95%-ного этанола и добавляют в раствор 2 мл уксусной кислоты. После перемешивания в течение 1 ч при комнатной температуре смесь концентрируют в вакууме досуха. В ре- зультате добавления 50 мл диизопропи- лового эфира получают белые кристаллы, которые отфильтровывают и сушат (20,0 г)..

УФ-спектр (хлороформ) , 326 нм„

ИК-спектр (бромид калия), -0: 3450 1820, 1780, 1725, 1710 и 1580 .

Оптическая чистота производных 6-(1-оксиэтил)-2-метоксиметилпенем-З- -карбоновой кислоты, т.е. содержание изомера (5R, 6S, 1 К)-конфигурации, присутствующего в изомерной смеси, играет существенную роль в потенции, широте спектра и хемоэнзиматической стойкости продукта„ Так, при сравнении с комплексной смесью рацемических стереоизомеров натриевая соль оптически чистого соединения в лабораторных условиях проявляет действие, которое в 8-30 раз превьшает действие смеси в зависимости от испытываемого штамма.

В табЛо 1 показано антибактериальное действие в лабораторных условиях оптического соединения (5R, 6S)-6- -Cl(R)-гидроксиэтил }-2-метоксиметил- пенем-3-карбоновой кислоты, натриевой соли и аналогичного соединения в виде стереоизомерной смеси,,

В сравнении с известной рацемической смесью оптически чистое соединени (5R, 6S, 1 R)-конфигурации, полученное по предлагаемому способу, также проявляет повышенную стабильность в отношении бактериальных бета-лактамаз и почечных дегидропептидаз И значительно более высокую химическую стойкость во всем диапазоне величин рН.

Эти обнаруженные свойства подтверждены в экспериментах ин виво.

В табл. 2 показано терапевтическое действие против экспериментальных инфекций на мышах оптически чистьк (5R, 6S)-6-Cl (R)-гидpoкcиэтш J-2-мe- токсиметилпенем-3-карбоновой кислоты в виде натриевой соли (соединение I) и в виде (5-метил-2-оксо-1,3-диоксо- лен-4-ил) метилового эфира (соединение 2) .

Действительно, натриевая соль сое- .динения формулы (1) проявляет исключительно высокую эффективность в контрольных опытах и в экспериментах по лечению инфекционных заболеваний мышей, вызьшаемых грамположительными и грамотрицательными бактериями. В тех же самых экспериментальных условиях известная рацемическая смесь не проявляет сколько-нибудь полезной терапевтической эффективности.

В зависимости от типа информации и состояния пациента, больного этим инфекционным заболеванием, ежедневная доза при лечении теплокровного усивот- ного (человека или другого млекопитающего) весом примерно 70 кг составляет приблизительно от 125 мг до 5 г. Ф о р м у л а изобретения

Способ получения оптически чистых (5R, 6S)-6-Cl(R)-гидроксиэтилJ-2-ме- токсиметилпенем-3-карбонрвой кислоты или ее сложных эфиров, или ее солей с щелочными металлами с содержанием основного вещества не менее 95 % общей формулы

СН2-о-сНз

COOR

где R - водород, щелочной металл или этерифицирумщая группа, отличающийся тем, что соединение общей формулы

COOR,

где А - кислород или трифенилфосфори-:

лиден; Pg - водород или три(низший алкил)

силильная защитная группа; этерифицирующая группа или сложноэфирная защитная группа, подвергают циклизации при температуре кипения в среде инертного органического раст- ворителя и, возможно, в при- .сутствии триэтил- или триметилфосфа- та и, в случае необходимости, удаляют сложноэфирную защитную группу с вьделением цепевого продукта в виде свободной кислоты или ее соли с щелочным металлом, или целевой продукт в виде свободной кислоты или ее соли с щелочным металлом подвергают воздействию с соединением общей формулы

R,-Hal,

где К 2 - этерифицирукщая карбоновую

кислоту группа; Hal - галоген, с получением целевого продукта в виде

его сложного эфира.

Изобретение касается гетероциклических соединений, в частности способов получения оптических чистых (5R, 6S)-6-[1(R)-гидроксиэтил]-2-метоксиметилпенем-3-карбоновой кислоты или ее сложных эфиров, или ее солей с щелочными металлами, которые могут быть использованы как антибактериальные агенты в медицине и ветеринарии. Цель - создание новых более активных соединений указанного класса. Синтез ведут циклизацией соединения формулы CH 3O-CH 2-C(O)-S→CH-N[C(A)-CO(O)R 1]-C(O)-C(←H)-C(CH 3) (←OPG), где A - O или трифенилфосфорилиден

PG - H или три(низший алкил)силильная защитная группа

R 1-этерифицирующая или сложноэфирная защитная группа, при кипении в среде инертного органического растворителя и, возможно, в присутствии триэтил-или триметилфосфата. В случае необходимости удаляют сложноэфирную защитную группу. Целевой продукт выделяют в виде свободной кислоты или ее соли с щелочным металлом, или обрабатывают его соединением R 2HAL, где R 2-этерифицирующая карбоновую кислоту группа

HAL - галоген, с получением целевого продукта в виде сложного эфира. Способ позволяет получить целевой продукт с содержанием основного вещества не менее 95%, имеющий повышенную стабильность в отношении бактериальных бета-лактамаз и почечных дегидропептидаз и высокоэффективный в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий. 2 табл.

Staphylococcus aureus Smith

S. aureus 39/2 Peh

S aureus .2MR

S.aureus 2101 MR

S.aureus 5635 MR

S.epidermidis ATCC 122

Streptococcus pyogenes

ATCC 12384

S.salivarius ATCC 9758 S.faecalis ATCC 6057 S.faecalis 55 S.faecium ATCC 8043

Escherichia coli K12

E.coli R6K (ТЕМ I)

E.coli RP1 (ТЕМ 2)

E.coli P453 (SHV-1)

E.cfflli R997 (HSM-1)

E.coli RGN 238 (OXA-1)

E.coli R46 (OXA-2)

E.coli R57b (OXA-3) E.coli b

E.coli В cef R

Salmonella typhi ATCC

14028

Shigella flexneri ATCC 11836 Klebsiella aerogenes

1522E

K. Aerogenes 1082E. cef.

Enterobacter cloacae 132

E.cloacae P99 cef.R

E.aerogenes F 46

E.aerogenes 225

Таблица 1

0,78 6,25

25

25 3,12 1,56

6,25 1,56

3,12 6,25 3,.12 6,25

12,5

25

158651712

Продолжение табл. 1

Микроорганизм

Citrobacter freundii

АТСС 80900,393,12

С.freundii 4051 cef.R6, I Serratia marcescens

I АТСС 2902 .6,25 25 i Acinetobacter ealcolaj ceticus Bg 31,

I A.calcolaceticus N 4096,

I Proteus mirabilis FI 74740,7812,5

I P. rettgeri ATCC 925 1,

I P.morganii ATCC 258301,

I P. vulgaris 510,396,25

i Providencia stuattii Bs 603, ; Pseudomonas aeruginosa

: P. aeruginosa ATCC 19660 25 25

----- ---. . . ..y,... . , iiu-m

I. ,.:.

IТаблица2

Инфеки;ия Терапия ЕД (мг/кг, купосле мулятивная доза)

инфеци- -

рования, Соедине- Соеди- ч ние нение 1 2

- - - ------- - - -- - - ---J™,™. «..и ,и

Staphylococcus

aureus Smith 2 0,21, Eschevichia

,5-1,5-6 6,7 13,1

Подкожное введение. . Кероральное введение.

Составитель 3. Латыпова Редактор М. Петрова Техред Л.Сердюкова Корректор Т. Малец

Заказ 2333Тираж 325Подписное

ВНИИПИ Грсударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская нйб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Содержание, мкг/мл

Стереоизомерная

смесь