DD299304A5 - Verfahren zur herstellung von penem-verbindungen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Penems der Formel (I), worin R Wasserstoff oder eine Hydroxy-Schutzgruppe darstellt, durch a) Umsetzen eines entsprechenden Azetidinons mit einem Oxalylhalogeniden und gegebenenfalls Umwandeln des erhaltenen Halooxalylazetidinons in ein Hydroxy-substituiertes Halooxalylazetidinon durch Hydrolyse; b) entweder ba) Behandeln des Halooxalylazetidinons mit 5-Methyl-4-hydroxymethyl-2-oxo-1,3-dioxolen (IV), oder bb) Behandeln des Hydroxy-substituierten Halooxalylazetidinons mit einer Verbindung, die (IV) entspricht, jedoch eine Austrittsgruppe anstelle der Hydroxygruppe in (IV) aufweist; c) Cyclisieren der in Stufe b) hergestellten Verbindung; und d) gegebenenfalls Entschützen der erhaltenen Verbindung der Formel (I), worin R eine Hydroxy-Schutzgruppe ist. Die Verbindungen der Formel (I) können als antibakterielle Mittel eingesetzt werden. Formel (I){Penem-Verbindungen; Penem-Zwischenprodukte; Azetidinone; Haloazetidinone; Mittel, antibakterielle; Bakteriostatica}
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2-Methoxymethyl-penemverbindungen, die als antibakterielle Mittel geeignet sind, sowie die Herstellung von Zwischenprodukten, die für die Synthese geeignet sind. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I: .
worin R ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxyschutzgruppe darstellt, das gekennzeichnet dadurch ist, daß man eine Verbindung der Formel II,
AS
worin R wie oben definiert ist, mit einem Oxalylhalogenid in einem inerten Lösungsmittel umsetzt; gegebenenfalls die resultierende Verbindung der Formel III
C*
CHn
Y2
worin R wie oben definiert ist und X ein Halogenatom ist, in eine Verbindung der Formel III, bei der X eine Hydroxygruppe ist, durch Hydrolyse umwandelt und entweder (!) die Verbindung der Formel Hl1 bei der X ein Halogenatom ist mit einer Verbindung der Formel IV
worin Y eine Hydroxygruppe ist, in Gegenwart eines Säureabfängers oder einer organischen oder anorganischen Base behandelt oder (ii) die Verbindung der Formel III, bei der X eine Hydroxygruppe ist, mit einer Verbindung der Formel IV, bei der Y eine Austrittsgruppe ist, in Gegenwart einer Base behandelt und am Schluß die resultierende Verbindung der Formel V,
CU.
2V<*3
worin R wie oben definiert ist, zyklisiert und gegebenenfalls von der resultierenden Verbindung der Formel I, bei der R eine
erhalten.
a) eine Silylgruppe-SiR'R'R3, worin R1, R2, R3 jeweils unabhängig voneinander für C,-Ce-Alkyl,Aryl, C1-C6-AIkOXy, Aryloxy oder ein Halogenatom stehen;
b) eine -CH-A-R5 Gruppe, worin R4 für Wasserstoff, C,-Ce-
Alkyl oder Aryl steht, A für ein Sauerstoff- oder Schwefelatom steht, R6 eine gegebenenfalls substituierte C|-C6-Alkyl, Aryl- oder heterozyklische Gruppe ist oder worin R4 und R6 zusammengenommen einen Teil eines C5-Ce-Rings bilden;
c) eine CORe-Gruppe, worin R9 eine gegebenenfalls
O substituierte Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, heterozyklische- oder heterozyklisch-Methylgruppe ist;
d) eine-C-W-R'-Gruppe, worin R7 für Wasserstoff steht oder
O die oben für Re angegebene Definition hat und W eine Bindung, eine Carbonyl (-C-), -C-O- oder eine
O O
-N
Gruppe, worin R4 und R7 wie oben definiert sind, ist
Bevorzugte Hydroxyschutzgruppen R sind
a) Trimethylsilyl, Triethylsilyl, tert.-Butyldimethylsilyl, Hexyldimethylsilyl, tert.-Butoxydiphenylsilyl
b) Methoxymethyl, Methylthiomethyl, Benzyloxymethyl, tert.-Butoxymethyl, Tetrahydropyranyl, Tetrahydrothiopyranyl, Tetrahydrofuranyl, 4-Methoxytetrahydropyranyl, 1-Ethoxyethyl, 1-Phenoxyethyl
c) Allyloxycarbonyl, Benzyloxycarbonyl, Trimethyleilylethoxycarbonyl, p-Nitrobenzyloxycarbonyl, p-Methoxybenzyloxycarbonyl.o-Nitrobenzyloxycarbonyl.S.'t-Dimethoxybenzyloxycarbonyl, Phenoxycarbonyl, Vinyloxycarbonyl.Trichlorethoxycarbonyl,
d) Formyl, Acetyl, Propionyl, Butyryl, C6-C14-AIlOnOyI, Benzoyl, Phenylacetyl, Phenoxyacetyl, Chloracetyl, Dichloracetyl, Trichloracetyl, Trifluoracetyl, Methoxyacetyl, Pivaloyl, Crotonyl, Acrylyl, Glyoxylyl, Methoxyoxalyl, Alyloxyoxalyl, (5-Methyl-2-oxo-1,3-dioxolen-4-yl)methoxyoxalyl, Butoxyoxalyl, Phenoxyoxalyl, Oxamyl, Carbamoyl.
gekennzeichnet dadurch ist, daß man eine Verbindung der Formel IV, bei der Y ein Halogenatom ist, mit Silbernitrat behandelt und die resultierende Verbindung durch auflösende Mete'^eduktion reduziert.
Reinheit.
wobei sie sogar als Eintopfverfahren durchgeführt werden kann und daß sie nennenswert verbesserte Ausbeuten liefert und industriell sehr gut durchführbar ist.
eine vielstufige Sequenz durchgeführt, die im allgemeinen einen temporären Schutz der Carboxylatgruppierung umfaßt und/ oder die mit nur geringer Gesamtausbeute abläuft.
vorliegende Erfindung gestattet daher die Synthese von Verbindungen der Formel (I), wie sie im folgenden Reaktionsschema zusammengefaßt ist:
i) X = Halogen
Y = OH
oder ii) X = OH
Y = Austrittsgruppe
cooc/fo.
aprotischen Lösungsmittel bei einer Temperatur im Bereich von -7O0C bis +4O0C, vorzugsweise zwischen -409C und
(als einziges Isomeres oder als Gemisch davon), Tetrachlorkohlenstoff, Ethylacetat, Propylacetat, Butylacetat, Tetrahydrofuran,
oder aromatischen oder alizyklischen Base, wie Triethylamin, Triethylamin, Diisopropylethylamin, Anilin, Pyridin, Lutidin>
durchgeführt.
und der organischen Basen können geeigneterweise verwendet werden.
(i) Rohe Lösungen oder Gemische von Halooxalylazetidinonen III werden mit 4-Hydroxymethyl-5-methyl-1,3-dioxolen-2-on (Formel IV, worin Y eine Hydroxygruppe ist), in Gegenwart eines Säureabfängers oder einer organischen oder anorganischen Base behandelt, wodurch die Verbindungen der Formel V erhalten werden. Diese Methode zur Herstellung
der Verbindung V ist die bevorzugte Methode. *
bevorzugte Temperaturbereich ist -3O0C bis Raumtemperatur, (ii) Die fakultativ mögliche Umwandlung der Verbindungen der Formel II! η Derivate der Formel V kann in der Weise durchgeführt werden, daß man die Säuren der Formel III, bei denen X eine Hydroxygruppe ist, mit Verbindungen der
ist, in Gegenwart von organischen oder anorganischen Basen behandelt.
Die Umwandlung von Verbindungen III, bei denen X ein Halogenatom ist, in Verbindungen, bei denen X eine Hydroxygruppe ist, erfolgt gewöhnlich in der Weise, daß man einfach die rohe Lösung von III mit Wasser vermischt oder daß man sie mit verdünnten wäßrigen basischen oder sauren Lösungen behandelt.
Nach dem Trocknen auf einem Entwässerungsmittel, wie einem alkalischen Sulfat, oder durch azeotrope Entfernung von Wasser können die so erhaltenen Verbindungen der Formel III, bei denen X eine Hydroxygruppe ist, direkt mit Alkylierungsmitteln IV, bei denen Y eine Austrittsgtuppe ist, behandelt werden oder das Lösungsmittel kann entfernt und durch ein anderes aprotisches Lösungsmittel ersetzt werden.
Geeignete organische Lösungsmittel für die Umwandlung von X in der Formel III von Halogen zu Hydroxy sind polare aprotische Lösungsmittel, wie Acetonitril, Dimethylformamid, Propionitril, Dimethylsulphoxid Hexamethylphosphoramid, Sulpholan und Aceton. Die bevorzugte Reaktionstemperatur liegt im Bereich von -200C bis +600C. Bevorzugte organische oder anorganische Basen oder Säureabfänger sind wie oben beschrieben. Die Zugabe von Alkalihalogeniden, wie Natriumiodid, begünstigt oftmals den Veresterungsprozeß.
Bevorzugte Austrittsgruppen Y (für die Derivate IV) sind die Chlor-, Brom- oder Iod- oder Mesyloxy-, Tosyloxy- oder Triflyloxygruppe.
Die resultierende Verbindung V wird im allgemeinen nicht isoliert. In den meisten Fällen werden die Lösungen von V, wenn sie mit Wasser nicht mischbar sind, einfach mit Wasser oder wäßrigen Lösungen (Kochsalzlösung, verdünnter wäßriger Salzsäure, verdünnter wäßriger Natriumbicarbonatlösung etc.) gewaschen, um anorganische oder Ammoniumhalogenide und, wenn vorhanden, überschüssiges 4-Hydroxymethyl-5-methyl-1,3-dioxolen-2-on der Formel IV, zu entfernen. Wenn die Lösungen von V mit Wasser mischbar sind, dann werden sie im Vakuum konzentriert und sodann mit Toluol oder Xylol verdünnt und mit wäßrigen Lösungen gewaschen.
Die Verbindung der Formel V wird typischerweise in Gegenwart eines Trialkylphosphits, wie von tri(C,-C4-Alkyl)phosphit zyklisiert. Vor der Behandlung mit einem Trialkylphosphit werden die Lösungen von V im allgemeinen auf einem Entwässerungsmittel wie Natriumsulfat, Magnesiumsulfat oder Calciumsulfat oder durch azeotrope Entwässerung getrocknet.
Eventuell werden Lösungen von V nach der Zugabe von Trialkylphosphiten, vorzugsweise Trimethylphosphit oder Triethylphosphit, auf eine Temperatur im Bereich von +6O0C bis 15O0C erhitzt, wodurch Penemverbindungen I erhalten werden, die durch Kristallisation oder Kieselsäuregelchromatographie mit hoher Gesamtausbeute isoliert werden. Die fakultative Endentfernung der Schutzgruppe R kann nach bekannten Methoden, beispielsweise durch Hydrogenolyse, z. B. in Gegenwart von Palladium auf Holzkohle als Katalysatoren oder durch Hydrolyse, entweder saure Hydrolyse z. B. mit Essigsäure oder Oxalsäure oder neutrale Hydrolyse in Gegenwart von SiO2 oder basische Hydrolyse oder Hydrolyse unter reduzierenden Bedingungen, beispielsweise unter Verwendung von Fe/NH4CI, Zn/H+ oder von Na2S2O4 oder durch Deslly lierung mit Fluoridsalzen wie KF oder (BUt)4NF · 3H2O erfolgen.
Alle die oben genannten Reaktionen werden vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre, z. B. unter Stickstoff oder Argon, und in Abwesenheit von Feuchtigkeit durchgeführt. Die resultierende Penemverbindung der Formel I, die als antibakterieiles Mittel geeignet ist, kann eis pharmazeutisches Präparat formuliert werden. Das pharmazeutische Präparat enthält auch einen pharmazeutisch annehmbaren Träger oder ein pharmazeutisch annehmbares Verdünnungsmittel. Wie oben ausgeführt, betrifft die vorliegende Erfindung auch die Herstellung einer Verbindung der Formel IV, bei der Y eine Hydroxygruppe ist, durch Behandlung der Verbindung der Formel IV, bei der Y ein Halogenatom ist, mit Silbernitrat und anschließende Reduktion unter auflösenden Metallbedingungen. Ein bevorzugtes Reduktionsmittel ist Zinkpulver in einem Gemisch aus Essigsäure und einem inerten organischen Lösungsmittel.
Die Verbindung der Formel IV, bei der Y eine Hydroxygruppe ist, kann auch in der Weise erhalten werden, wie es in der JP-A-59-212488 (1984) beschrieben wird. Die Ausgangsverbindungen der Formel IV, bei denen Y ein Halogenatom oder eine
Auetrittegruppe let, werden In Chem.Pharm. Bull 32,2241 (1984), 36394 (1988) und Chemical Abstracts 101:110894 f. beschrieben.
(S-Methyl^-oxo-I.S-dioxolen^-yDmethyKSR.eSI-e-tdRltert.-Butyldlmethylsllyloxyethyll^-methoxymethylpenem-S· carboxylat
Methode A
trockenem Toluol (150ml) bei 50C unter Stickstoff, wurde Oxalylchlorld (2,1 ml) zugegeben. Danach wurde bald tropfenweise
dioxolen-2-on (6g) in Methylenchlorid (20ml) zugegeben und das resultierende Gemisch wurde 20 Minuten lang bei 300C gerührt.
(100ml) wurde zu dem abgekühlten Reaktionsgemisch zugesetzt. Nach dem Waschen mit Wasser (2 x 300ml) wurde die organische Phase eingeengt und auf Silicagel Chromatographien (Elution mit Cyclohexan Ethylacetat-Gemischen), wodurch die
Methode B
trockenem Methylenchlorid (100ml) wurden Calciumcarbonat (2g) und Oxelylchlorid (4ml) nacheinander unter Haltung der
wurde 30 Minuten lang gerührt.
getrocknet und eingedampft. Der Rückstand (11,2g) wurde in Acetonitril (80ml) aufgelöst und sodann mit 4-Brommethyl-5-methyl-1,3-dioxolen-2-on (6,6g) und Triethylamin (3,8g) behandelt.
im Vakuum eingeengt, wodurch ein leicht gefärbtes Öl (15,2g) erhalten wurde. Triethylphosphit (13ml) in Xylol (60ml) wurde zugesetzt und die resultierende Lösung wurde 1 Stunde lang am Rückfluß erhitzt.
(Na]SO4) und eingeengt. Die Flash-Chromatographie des Rückstands (Cyclohexan-Gemisch als Elutionsmittel) lieferte die
0,87 (9 H, s)
1,23(3H,d,J = 6,5Hz)
2,18(3H,s)
3,41 (3H,s)
3,68(1 H,dd, J = 1,5und4,5Hz)
4,20(1 H, m)
4,62(2H,ABq,J = 15,5Hz)
4,93(1 H1ABq, J = 13,5Hz) ,
5,58(1 H,d,J = 1,5Hz)
(S-MethyM.S-dloxolen^on^-yDmethyKSR.eSI-e-IdRlhydroxyethyll^-methoxymethylpenem-S-carboxylat
methylpenem-3-carboxylat (6g) in Tetrahydrofuran (30ml) wurde mit Essigsäure (1 ml) und
chromatographiert (SiO], Cyclohexan Ethylacetat-Gemische als Elutionsmittel), wodurch die Titelverbindung als weißes Pulver (3,5 g) erhalten wurde.
Ia]0 = +139°, 1 % MeOH, 230C
4-Hydroxymethyl-5-methyl-1,3-dioxolen-2-on
behandelt. Das Gemisch wurde 15 Minuten bei RT gerührt, mit Benzol (20ml) verdünnt und filtriert.
überschüssigem Zinkpulver behandelt.
0,5 mm Hg) gereinigt.
2,6(1 H,br· S1AuSt-D2O)
4,30 (2 H, s)
Claims (6)
- Patentansprüche:1. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel (I):
ORworin R ein Waserstoffatom oder eine Hydroxyschutzgruppe ist, gekennzeichnet dadurch, daß man eine Verbindung der Formel (II)ORo1NHworin R wie oben definiert ist, mit einem Oxalylhalogenid in einem inerten Lösungsmittel umsetzt; gegebenenfalls die resultierende Verbindung der Formel (III)ο'-worin R wie oben definiert ist und X ein Halogenatom ist, in eine Verbindung der Formel III, bei der X eine Hydroxygruppe ist, durch Hydrolyse umwandelt, entweder (i) die Verbindung der Formel III, bei der X ein Halogenatom ist, mit einer Verbindung der Formel IVY — CHIVworin Y eine Hydroxygruppe ist, in Gegenwart eines Säureabfängers oder einer organischen oder anorganischen Base behandelt oder (ii) die Verbindung der Formel III, bei der X eine Hydroxygruppe ist, mit einer Verbindung der Formel IV, worin Y eine Austrittsgruppe ist, in Gegenwart einer Base behandelt,die resultierende Verbindung der Formel V
ORworin R wie oben definiert ist, zyklisiert und gegebenenfalls von der resultierenden Verbindung der Formel I, bei der R eine Hydroxyschutzgruppe ist, die Schutzgruppe (η) abspaltet, um eine Verbindung der Formel I zu erhalten, bei der R ein Wasserstoffatom ist. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Oxalylhalogenid Oxalylchlorid oder Oxalylbromid ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß man eine Verbindung der Formel III; bei derX ein Halogenatom ist, mit einer Verbindung der Formel IV, bei der Y eine Hydroxygruppe ist, in Gegenwart von Molekularsieben als Säureabfänger und/oder einer organischen und/oder anorganischen Base, ausgewählt aus tertiären organischen Basen und Alkalibicarbonaten oder -carbonaten, umsetzt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß man eina Verbindung der Formel III, bei der X eine Hydroxygruppe ist, mit einer Verbindung der Formel IV, bei der Y eine Austrittsgr^ppe, ausgewählt aus einem Halogenatom und einer Alkyl- oder Arylsulphonyloxygruppe in Gegenwart einer organischen oder anorganischen Base umsetzt.
- 5. Pharmazeutisches Präparat, gekennzeichnet dadurch, daß es einen pharmazeutisch annehmbaren Träger oder ein pharmazeutisch annehmbares Verdünnungsmittel und als Wirkstoff eine Verbindung der Formel I, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, enthält.
- 6. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel IV, wie in Anspruch 1 angegeben, bei der Y eine Hydroxygruppe ist, gekennzeichnet dadurch, daß man eine Verbindung der Formel IV, wie in Anspruch 1 angegeben, bei der Y ein Halogenatom ist, mit Silbernitrat behandelt und die resultierende Verbindung durch auflösende Metallreduktion reduziert.
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