Способ получения производных цефалоспорина с Советский патент 1976 года по МПК C07D501/04 A61K31/545 C07D501/28 C12P35/06 

Изобретение относится к способу получения новых производных дефалоспорина С, обладающих ценными фармакологическими CBOPICTПредлагаемый способ основан на реакций получения амидов кислот путем воздействия производных кислот, например хлорангндридов, на соответствующий амин. Применив известную реакцию к цефалоспорину С и дикетену или хлорангидридам алифатических карбоновых кислот, содержащим 9-11 атомов углерода, получают новые производные цефалоспорина С, обладающие высокой физиологической активностью. В соответствии с изобретением описывается способ получения производных цефалоспорина С общей формулы I CH-(aij,-ec f- - -Cl,.- OCu-CH, В которой A представляет собой группу СНзСОСНаСО- или R-СО-, где R означает алифатическую углеводородную группу, имеющую 9-11 атомов углерода. или их солей или сложных эфиров, заключающийся в том, что ферментационную среду, одержащую цефалоспорин С, обрабатывают дикетеном или хлорангидридом формулы II R-СО-С1, где R имеет указанное значение, и полученный продукт реакции извлекают из среды и/или, если требуется, превращают в соль или эфир с последующим солеобразованием или продукт реакции подвергают этерификации, после чего выделяют известными приемами. В формуле I А преимущественно представляет собой ацетоацетил-, капринил-, лауринилили ундецинилгруппу. При ферментации видов Cephalosporium для получения цефалоспорина С обычно образуется также небольшое количество цефалоспорина N. Это соединение не стойко против кислот. Поэтому, когда применяются соединения изобретения для извлечения цефалоспорина С из ферментационной среды, то цефалоспорин N, присутствующий в среде, может быть разрущен подкислением перед взаимодействием цефалоспорина С с дикетеном или хлорангидридом. Это удобно осуществляется путем подкисления среды до рН около 2 и затем инкубированием 1-5 ч. Ферментационная среда может быть отфильтрована до и после подкисления и инкубирования. Если желательно, ферментационная среда может быть концентрирована любым обычным методом, нанример, с помощью вакуума или адсорбцией на подходящем адсорбенте с последующим элюированием и очисткой, обработкой таким растворителем, как ацетон, для экстрагирования растворимых в нем загрязнений.

Реакция между цефалоспорином С и дикетеном или хлорангидридом обычно проводится при , предночтнтельнее при рМ 8. Если применяется подкисленный фильтрат среды, то рН может быть повышено добавлением щелочи, например едкого натра или кали. Раствор цефалоспорина С может быть смешан с 15-100% объема смешивающегося с водой инертного органического растворителя, например ацетона, тетрагидрофурана, диметилформамида или диметилацетамида. Дикетен или хлор ангидрид формулы II постепенно добавляют к перемешиваемому раствору в количестве не менее 1,5 моля, предпочтительнее 2-15 молей, на 1 моль цефалоспорина С. рН раствора поддерживают во время добавления на заданной величине и температуру водного раствора поддерживают от -25 до +50°С, предпочтительнее от -10 до +40°С. Обычно реакция заканчивается в 1 ч. Целевые соединения, образованные реакцией дикетена или хлорангидрида со свободной аминогруппой цефалоспорина С, могут быть извлечены из водного раствора путем экстракции несмешивающимся с водой органическим растворителем при кнслотном значении рН. Обычно реакционный раствор экстрагируют половинным от его объема количеством несмешивающегося с водой растворителя, например метилнзобутилкетона, бутил нли бутанолацетата, и снижают рН до 1-3. Смесь перемещивают, органическая фаза, содержащая соединение, собирается. Если во время предыдущей стадии был добавлен смещивающийся с водой растворитель, то предпочтительнее удалять его из реакционного раствора до экстракции при кислотном значении рН путем отгонкн под уменьшенным давлением при низкой температуре (например, около 25°С) или путем экстракции несмешивающимся с водой растворителем при нейтральном рН. Предпочтительно применять тот же растворитель, который затем применяется для экстракции в кислых условиях.

Полученный таким образом раствор целевого соединения затем концентрируют до 1/3- 1/5 первоначального объема при температуре, не превышающей 45°С. Концентрат охлаждают до 20°С и желаемый продукт может быть выделен одним из следующих методов (а-в).

а) Натриевую соль продукта осаждают добавлением небольшого стехиометрического избытка натрийэтилкапроната, растворенного в метилизобутилкетоне или бутаноле. Смесь охлаждают до О-5°С 3-5 ч и твердую натриевую соль соединения формулы I отфильтровывают. Соль промывают холодным метилизобутилкетоном и затем лигроином. Продукт сушат при 25°С под уменьшенным давлением,

б)Соль осаждают добавлением органнческого основания, например хинолина, циклогексиламина, 5-этил-2-метилпиридина, 2-пиколина, 3-пиколина, 4-пиколина, N-этилформалина, N-метнлформаморфолина, 2,6-лутидина, N,Nдиэтнлциклогексиламина, гексаметилентетрамина, М,-днэтилбензиламнна или Ы,М-дибензилэтилендиамина.

в)Соединение формулы I снова экстрагируют водой при слабо щелочной рН и водный раствор концентрируют под уменьшенным давлением до начала кристаллизации. Кристаллизацию можно облегчить добавлением к раствору 1-2 объемов смешивающегося с водой спирта или ацетона. Кристаллическую соль отфильтровывают, промывают холодным ацетоном и сушат при 25°С под уменьшенным давлением.

С помошью обычпых методов из свободной кислоты могут быть получены соли или сложные эфиры формулы I, особенно ценны силиловые диэфиры, которые используются для получения 7-аминоцефалоспориновой кислоты {7-АСА).

Подходящие силиловые диэфиры могут быть получены путем реакции в безводных условиях соединения формулы I или его соли по крайней мере с двумя эквивалентами алкилсилазана или полисилазана или силнлового соединения формулы III

R

„ I

R-Si--

I . н

в которой R1 - алкильная группа, имеющая 1-б атомов углерода, или арильная группа,

R и W могут быть одинаковыми или различными и каждый представляет атом водорода, атом галоида, алкил или галоидалкильную группу, имеющую 1-6 атомов углерода или арильную группу,

Y - атом галоида или низшая диалкиламиногруппа.

Пример 1. Натрий-Ы-ацетоацетилцефалоснорин С.

20 л ферментационной среды, содержащей 2860 мкг/мл цефалоспорипа С, смешивают с 800 г вспомогательного фильтрующего средства. Добавляют такое количество 30%-ной серной кислоты, которое необходимо для доведения рН до 2,8. Смесь отфильтровывают, твердые вещества промывают 8 л воды и промывные воды присоединяют к фильтрату.

Фильтрат смешивают с равным объемом ацетона и раствором едкого натра, рН доводят до 7,8-8,2, а темнературу до 5°С и при перемешивании добавляют 63,0 г дикетена, растворенного в 750 мл ацетона. Перемешивают около 1 ч до достижения постоянной рН.

Ацетон экстрагируют при нейтральном рН 20 л хлороформа, водную фазу подкисляют разбавленной соляной кислотой (1:1) до рН 2 и экстрагируют н-бутанолом.

Бутанольный экстракт концентрируют под уменьшенным давлением до получения вязкого остатка. Этот остаток обрабатывают натрий-2-этилгексаноатом в н-бутаноле до рН 4,8. Осевший продукт собирают, промывают н-бутанолом и затем лигроином и выслшивают под уменьшенным давлением при 40°С и получают 47 г натриевой соли N-ацетоацетилцефалоспорина С. Продукт имеет чистоту, достаточную для получения 7-АСА.

Для аналитических целей очигцают 1 г продукта путем повторной промывки абсолютным этанолом. Очищенный продукт имеет следующие свойства:

УФ-поглощение: . нм, Хми11 230 нм.

,80 (силикагель, забуференный до рН 5,8; растворитель лтетанол-изопропанол-фосфатный буфер 125:25:6,5).

ИК (КВг); полосы при 1760 см-i (р-лактам), 1720 СМ (ацетил).

Образец микробиологически активен по отношению к чувствительному к цефалоспорину С штамму А. faecalis.

Пример 2. Натрий N-ацетоацетилцефалоспорин С.

500 мг аутентичного образца натрийцефалоспорина С растворяют в 25 мл воды и раствор разбавляют 15 мл ацетона и к нему добавляют 146 мг дикетена в 10 мл ацетона при 0°С и перемешивают 1 ч. Смесь экстрагируют двумя порциями по 50 мл эфира и водную фазу высушивают при температуре 0°С. Полученные 543 мг продукта обладают теми же свойствами, что и продукт примера 1.

Пример 3. Получение 7-АСА из натрий-Nацетоацетилцефалоспори 1а С.

6,3 г иатрий-М-ацетоацетилцефалоспорина С, полученного в примере 1, и 8 мл хинолина в 72 мл безводного хлороформа подвергают взаимодействию с 5,4 мл диметилдихлорсилана при комнатной температуре 45 мин с перемешиванием.

Затем смесь охлаждают до -22°С и добавляют 4.5 г пятихлористого фосфора в течение 2 ч. Затем смесь охлаждают до -32°С и по каплям добавляют 25 мл пропанола, при этом температура поднимается до -22°С и поддерживается на этом уровне 2 ч. Затем смесь охлаждают до -32°С и по каплям добавляют 25 мл пропанола. Температура поднимается до -22°С и поддерживается на этом лфовне 2 ч, при перемешивании добавляют 25 мл воды. Водную фазу отделяют и органический слой экстрагируют 20 мл воды. Объединенные водные растворы промывают равным объемом хлороформа и рН доводят аммиаком до 3,5.

Водный раствор выдерживают 1 ч при 0°С для выкристаллнзовывания продукта, который отделяют фильтрованием, промывают 20 мл 50%-ноге метанола и высушивают при 45°С

под уменьшенным давлением. Получают 2,24 г 7-АСА, илтеющей чистоту 91% (по спектрофотометрическому определению).

Пример 4. Патрий-К-ацетоацетилцефалоспорин С.

1200 мл ферментаци 1 1ой среды, имеющей активность, соответствующую 25,08 г цефалоспорина С (по микробиологическому испытанию), разбавляют 300 мл ацетона и рН доводят до 7,8-8,0 едким натром. В течение 1,5 ч при поддержании температуры 5°С добавляют при перемешивании 32 мл свежеперегнанного дикетена в 80 мл безводного ацетона. Перемешивание продолжают еще 30 мин. Во время всей операции рП поддерживают 7,8-8,0 добавлением едкого натра.

Затем рН снижают до 6, ацетон испаряют под уменьо1енныл1 давлением и остаток экстрагируют 400 мл метилизобутилкетона. Водный раствор подкисляют до рН 2 при охлаждении и зкстрагирлют 1200 мл н-бутанола несколькими порциями. Объединенные бутанольные экстракты промывают ледяной водой, высушивают над .; и концентрируют до 500 мл под уменьшенным давлением. Концентрированный экстракт обрабатывают 1 и. натрий-2-этилкапронатом в метилизобутилкетоне до достижения . Образовавшийся после стояния объемистый осадок собирают и высушивают при 40°С под уменьшенным давлением, получают 23,73 г натрийацетоацетилцефалоспорина С с чистотой 70%.

Пример 5. Получение 7-АСА из натрийN-ацетоацетилцефалоспорина С.

4 г натрий-М-анетоацетилцефалоспорина С, полученного в примере 4, суспендируют в 25 мл хлористого метилена. К суспензии при охлаждении постепенно добавляют 1,5 мл N,N-димeтилaнилинa, 1,8 мл триэтиламина и 3,1 мл диметилдихлорсилана и смесь поддерживают при 28-30°С при перемешивании.

Затем реакционную смесь охлаждают до -60°С, после чего добавляют раствор 6 г пятихлористого фосфора в 50 мл хлористого метилена и затем 5,5 мл Ы,М-диметиланилина и температуру -40°С поддерживают 2 ч. При под.пержании этой температуры в течение 15 мин добавляют 30 мл безводного метанола, содержащего 1.25 мл Ы-диметиланилнна и смесь поддерживают при -40°С еще 2 ч. Затем при перемешивании добавляют 30 мл теплой воды. Водную фазу отделяют и рН доводят ардмиаком до 3,8.

Получившуюся суспензию оставляют на 2 ч для охлаждения и кристаллизации продукта. Продукт отфильтровывают и промывают сначала водой, затем ацетоном и высушивают при 40°С под уменьшенным давлением. Получают 0,8 г 7-АСА, имеющей чистоту 92,3% (по спектрофотометрическому определению).

Пример 6. Получение 7-АСА из натрийN-ацетоацетилцефалоспорина С.

4 г натрий N-ацетоацетилцефалоспорнна С, полученного в примере 1, превращают в 7-АСА по методу примера 5. Полученная

7-АСА имеет чистоту 92,4% (по спектрофотометрическому определению).

Пример 7. N-Лаурииилцефалоспорин С.

К 300 мл концентрированного под вакуумом фильтрата ферментационной среды, имеющего микробиологическую активность, соответствующую 5,12 г цефалоспорина С, добавляют 300 мл ацетона и едким иатром рН доводят до 7,7. Затем добавляют при перемешивании в течение 3 ч раствор 24 г хлористого лауринила в 50 мл ацетона при температуре 30°С и поддерживают рН 7,7 с помощью едкого натра. Смесь реагирует еще 1 ч при , затем ацетон испаряют под уменьшенным давлением и избыток лауриновой кислоты отфильтровывают.

К фильтрату добавляют 100 мл бензола и водную фазу подкисляют до рН 2,0 5 н. соляной кислотой. Бензольный слой отделяют и выдерживают в течение ночи при 1°С. Образовавшийся осадок отфильтровывают, высушивают под уменьшенным давлением и получают 5,3 г N-лауринилцефалоспорина С, имеющего чистоту 97,5% (потенциометрнчески). Выход 80 %.

Продукт подвергают хроматографированию в тонком слое (силикагель «GF 254 с фосфатным буфером при рН 5,8; растворитель метанол - изопропансл - фосфатный буфер 125:25:6,5; индикатор йод-NaN; температура 110°С). Он дал белое нятно при ,70, т. пл. 132-134°С.

УФ-спектр: А,макс 260 нм, Ам)ш 233 нм. . ПО в 0,1 н. NaHCOa при 250 нм.

ИК-спектр: 3270, 2920, 2850, 1755, 1725, 1645, 1530, 1380, 1235, 1032 см-.

Пример 8. Получение 7-АСА на N-лауриннлцефалоснорина С.

3,6 г N-лауринилцефалоспорина С, полученного в примере 7, суспендируют в 25 мл хлористого метилена и добавляют 2,55 мл триэтиламина и 1,92 мл Ы,Н-диметиланилина. Смесь охлаждают до 5°С, медленно добавляют 2,85 мл диметилдихлорсилана и реакционную смесь перемешивают 2 ч при 28°С. Затем охлаждают до -60°С и добавляют раствор 3,75 г пятихлористого фосфора в 30 мл хлористого метилена и потом 3 мл Ы,М-диметиланилина. Смесь перемешивают 2 ч при -40°С, температуру опять снижают до -60°С, медленно добавляют 0,4 г М,Ы-диметиланилина и смесь перемешивают опять 2 ч при -40°С.

Затем к реакционной смеси добавляют по 20 мл теплой воды, водную фазу отделяют и органический слой экстрагируют 10 мл воды. Водные экстракты объединяют, рН доводят до 3,7 водным аммиаком и получившийся раствор оставляют на ночь при охлаждении. Образовавшийся осадок отфильтровывают, промывяют водой и ацетоном, высушивают под умеш шенным давлением и получают 1,20 г 7-АСА с чнстсгс:: ;К,2% (УФ-(;:.ектроскопия). Выход 67,5%,

Пример 9. Мононатриевая соль N-лаури нилцефалоспорина С.

2600 мл отфильтрованной ферментационной среды, имеющей активность цефалоспорина С

2750 мкг/мл, обрабатывают равным объемом ацетона. Образовавшийся осадок отфильтровывают и рН фильтрата доводят до 7,8 едким натром. Затем к фильтрату добавляют в течение 3 ч

при сильном перемешивании 48,2 г хлористого лаурина при 30°С и рН 7,8. Через 0,5 ч рН снижают до 7,0, ацетон испаряют под уменьшенным давлением и лауриновую кислоту удаляют фильтрованием. Раствор подкисляют до

рН 6,0 5 н. соляной кислотой и экстрагируют 200 мл бензола для удаления остатка лауриновой кислоты. Затем получившийся раствор подкисляют до рН. 2,0 5 н. соляной кислотой н экстрагируют 300 мл этилацетата четырьмя

порциями. Объединенный органический экстракт промывают 100 мл ледяной воды, высушивают над безводным сульфатом натрия и концентрируют до 100 мл при 25°С под уменьшенным давлением. Концентрат обрабатывают

1 н. натрий-2-этилкапронатом в метилизобутилкетоне до рН 5,5 и выдерживают при охлаждении. Образовавшийсяосадок отфильтровывают, высушивают под уменьшенным давлением и получают 5,4 г мононатрневой соли

N-лауринилцефалоспорина С. Продукт имеет такие же хроматографические и спектрофотометрические характеристики, как продукт примера 7, Пример 10. Получение 7-АСА нз мононатриевой соли N-лаурилцефалоспорина С.

1,2 г мононатриевой соли N-лаурилцефалоспорина С, полученной в примере 9, обрабатывают по методике примера 8 и получают 0,27 г 7-АСА, нмеюшей титр 88,5% но спектрофотометрическому определению.

Формула изобретения

I, Снособ нолучения производных цефало45 спорина С формулы I

S

Н-,х;- СН,,-П-СО-СНз COOl

в которой А представляет собой группу СНзСОСН2СО- или R-СО-, где R означает алифатическую углеводородную группу, имеющую 9-11 атомов углерода,

или их солей или сложных эфиров, отличаюп ийся тем, что ферментационную среду, содержащую цефалоспорин С, обрабатывают днкетеном илн хлорангидридом формулы

R-CO-C1, где R имеет указанное значение, и полученный продукт реакции извлекают из среды и/илп, если требуется, превращают в соль или эфир с последующим солеобразованием или продукт реакции подвергают этерификации после чего выделяют известными 5 приемами. 2 Способ по п. 1, отличающийся тем, что водный раствор, содержащий цефалоспорин С обрабатывают по крайней мере 1,5 молями, предпочтительно 2-15 молями, декетена или хлорангидрида формулы R-LU-L1 на 1 моль цефалоспорина С при рН-/-У, предпочтительно при рН 8, и температуре раствора от -25 до +50-С, предпочтительно от -10до+40°С. 3. Способ по пп. 1 или 2, от л и ч а ю щи и с я тем,- что А представляет собой ацетоадетил-, капринил-, лауринил- или ундецинилгруппу.