Способ получения производных карбапенема

 

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИМ СОЕДИНЕНИЯМ ,В ЧАСТНОСТИ, К ПОЛУЧЕНИЯ ПРОИЗВОДНЫХ КАРБАПЕНЕМА ОБЩЕЙ ФОР-ЛЫ @ , ГДЕ R<SB POS="POST">1</SB>-H ИЛИ МЕТИЛ

R<SB POS="POST">2</SB>-ГРУППА COO<SP POS="POST">-</SP>

N=0 ИЛИ R<SB POS="POST">2</SB> - ГРУППА - COOR<SB POS="POST">2</SB>, ГДЕ R<SB POS="POST">2</SB><SP POS="POST">1</SP>- 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 R<SB POS="POST">2</SB> - ГРУППА - COO<SP POS="POST">-</SP>

N=0, ПУТЕМ ГИДРОГЕНОЛИЗА. 2 ТАБЛ.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU (ш

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTY

® е С 1з +1n:

R< — группа СООТГ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 40281 22/23-04 (22) 10,09.86 (31) 774628 (32) 11.09.85 (33) ц8 (46) 15 ..05.89. Бюл. N- 18 (71) Бристоль.-Мейерз Компани (US) (72) Алейн Мартел и Кэрол Бэченд (СА) (53) 547.738.07 (088.81

-(56) Вейганд-Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии. М.:

Химия, 1 968, с. 583-586 °.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОИЗВОДНЫХ

КАРБАПЕНЕМА (57) Изобретение относится.к гетероциклическим соединениям, в частности к способам получения производmba карбапенема общей фор-лы

Изобретение относится к способам получения новых производных карбапенема общей формулы

R1 (+) Q

s s-сн, (х)„(0

О !

R2 где R — водород или метил, R — группа COO

n = О, 15ц 4 С 07 9 205 12 335 02/ А 61 31 38

2 где Rg — Н или метил; R — группа

СОО; и О или R — группа СООВ, где R< — паранитробензил; Х - дифенилфосфат; и 1, которые проявляют противомикробную активность.

Цель — выявление более активных соединений. Получение целевых соединений ведут из соответствующих карбаненема и тиола в инертном растворителе, таком как диометилформамид ипи ацетонитрил. Процесс проводят в присутствии основания, такого как диизопропилэтиламин или бикарбонат

0 натрия, при 0-5 С. Полученное при этом соединение выделяют или переводят в соединение указанной фор-лы, где R — группа СОО ; и = О, путем гидрогенолиза. 5 табл. где к — паранитробензил

X — дифенилфосфат;

n = 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) амико)этилтио-7-бксо-1-азабицикло

t: 3.2.0)гепт-2-ен-2-карбоновая кислота.

1480764

Пример 1. (5R,6S) -6-(I R-гидроксиэтил) -7-оксо-3-(1-метил-4-тиатетрагидротилпираниум) -1 -азабицикло

1 >.2,01гепт-2-ен-2-карбоксилат.

А. 4-Меркапто-1 -метилтетрагидротиопираниумтрифлат.

g+ NG()H — +

ЛсЬ S-Se НЬ Р-ие .1О

ЦО

Холодный (ледяная баня) водный раствор (4 мл) -ацетилтио-1-метилтетрагидротиопираниумтрифлат (500 мг, 15

1,47 ммоль) обрабатывают раствором

1М 1ЯаОН (2 мл, 2 ммоль) . Смесь перемешивают в течение 1 ч до тех пор, пока ТСХ (на силикагеле) не покажет полное исчезновение исходно- 2О го продукта. рН сильного основного раствора доводят до 7,5 с помощью

10%.-ной НС1. Этот тиол используют для следующей реакции соединения с энолфосфатом.

4-Аце т илт ио-те т раг идро т иоп иран (i, 1, r, 6, 2 5 ммоль) превращают в ,e íåðòè÷íîå основание с помощью метилтрифлата (1,1 мл) в метилено хлориде при О С для получения соот- 30 нетствующего превращенного в четвертичное основание производного (2,15 г, 6, 3 4 ммоль, 98, 6%) .

В. и-Нитробензил (5R, 6S) -6-(I R-гндроксиэтил) -7-оксо-3-(1-метил-4-тиатетраг идротиопираниумд ифенилфосфат) -1 -аз абицикло 13 . 2 . 01г епт-2--ен-2-карбоксилат.

Ра ство р энолфосфата, получ енног о и, и-нитробензил (5R-гидроксиэтил) — 4О

-3,.7-диоксо-I -àçàáèöèêëî (3.2.0) гепт-2-ен-3-карбоксилат (174 мг, 0,500 ммоль), диизопропилэтиламина (105 мкл, 0„603 ммоль), и дифенилхлорфосфата (124 мкл, 45

0,598 ммоль) в ацетонитриле (4 мл) при О С (1 ч) обрабатывают холодным

4-меркапто-1 -метилтетрагидротиопираниумтрифлатом (из 500 мг соответствующегo 4-ацетилтиопроизводного) .

Затем добавляют холодный ацетонитрил (20 мл) до получения фазовой смеси. Раствор перемешивают при О С в те0 чение 2 ч, выдерживают при -78 С в течение 18 ч и снова перемешивают о при 0 C в течение 4 ч, рН поддерживают на уровне 7,8 путем добавления водного NaHCO . Ацетонитрил выпаривают и ри низкой температуре 1 5 С для получения водной фракции и осаждения смолы. Водную фракцию вливают в колонку с силикагелем (2,5 8 см, внутр.) . Полярность элюента увеличивают CH>CN. Полученную смолу немедленно растворяют в смеси 4 0% СН CN/H О и пропускают через колонку. Указанное соединение элюируют смесью 1 5-30%

СН CN в Н О. Ацетонитрил отгоняют о при высоком давлении при 0-5 С в течение 1 ч. После лиофилизации водной фракции получают желтый порошок (240 мг, 67%).

ИК(нуйол), м saic, см : 1772 (с., -1 ф-лактам С = О) и 1595 (с.,CO ) .

Н SIMP (80 ИГц, DO<), 3 ; рртп:

8,28, 8,17, 7,68, 7,57 (4Н, м., ароматич., Н)., 7,57-7,11 (I ÎH, м., ароматич . Н); 5, 3 9 (2Н, шир. с ., О-СН -), 4,45-4,1 О (2Н, м., Н-1 и Н-5), 3, 95-3,00 (7Ы, м., СН -4, СН -S СН

S-CH), 2,88, 2,87, (ЗН, 2С, ) $-СНр), 2,75-1,75 (4Н, м., СНОСЫ -СНэ), и

1;25 (ЗН, д, Т = 6,4 Гц, СН 1) .

Пример 2, (5R, 6$)-6-(1К-гидроксиэтил) -4К-метил-3-(1-метил-4-тиатетраг идротиоп ираниум) -7 -оксо-1-азабицикло (3 . 2 . 01 ren% 2-ен-2-карбоксилат.

А . Получение 4-ацетилтио-1 -метилтетрагидротиопираниум трифторметан-. сульфоната ° о

В охлажденный (5 С) раствор 4-ацетилмеркаптотетрагидротиопирана (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.

H ЯМР (В 0),P, ppm: 2,14-3,79 (м., 8Н, протоны кольца); 2,39 (с., ЗН, СОСН, ); 2,93 (с., ЗН, S CHg), 5,46 (c., I H, CHS), В. Получение 4-маркапто-1 -метилтетрагидротиопираниум трифторметансульфоната.

В охлажденный (5 С) раствор 4-ацетилтио-! -метилтетрагидротиопираниум трифторметансульфоната (3,35 r, 9,83 ммоль) в обедненной 1.кислородом воде (32 мл) добавляют раствор 1 М NaOH (10,8 мл, 1 0,8 ммоль) по каплям . После перемешивания в тео чение 1 ч нри О С рН раствора дово480764

УФ (Н О), макс ни: 298 (9581)

55 ИК (уйол) у „с, см: 1760, (СО, Р -лактам), 590 (СО, карбоксилат

Н ЯМР (D О), Р, pp! 1,21 (д °, J 7,25 Гц, ЗН, СН -4); 1,30 (д., 5 1 дят до 7,5 с с помощью ) н. НС1.Раствор лиофилизуют и получают тиол и смесь солей. Продукт используют без предварительной оч истки.

ЯМР (D О), S, рртп: 2,0-4,0 (м., l 1Н); 2,90 (с., ЗН, $СН ), 1,9 (с., зн, СН,О ).

С. Получение (5R, 6S) и-нитробензил-6-(1 R-гидроксиэтил) -4-R-метил-3-(1-метил-4-тиатетрагидротиопираниум) -7-оксо-1-азабицикло 13 . 2. О. j гепт-2-ен-2-карбокс илдифенилфосфата .

В охлажденный раствор (5 С) све.жеприготовленного (5R, 6$) п-нитробензил-2-дифенилфосфат-4R-метил-7-оксо-l-азабицикло(3.2.0)гепт-2-ен-2-карбоксилата (3,27 r, 5,5 ммоль) в N,N-диметилформамиде (20 мл) в атмосфере азота добавляют суспензию

1-метил-4-меркаптотетрагидротиопираниум трифторметансульфоната (2,7 г, 9,0 ммоль) в N,N-диметилформамиде (1 О мл), а затем N,N-диизопропилэтиламин (1,57 мл, 9,0 ммоль) . После пео ремешивания в течение 1 ч при 5 С смесь растирают в смеси диэтилового эфира с петролейным эфиром (1:1, 210 мл) и масляный слой разводят смесью воды с ацетонитрилом (8: 1, 21 О мл)

Раствор промывают диэтиловым эфиром (2 ° 100 мл) и водную фазу пропускают через колонку для хроматографии (200 r, p Bondapak С-18 силикагеля), используя в качестве элюента сначала воду .(500 мл), затем смесь ацетонитрила с водой (10, 20 и ЗОХ по

500 мл каждая). После обезвоживания замораживанием получают 2,4 r (58,6X) целевого продукта.

ИК (нуйол), 4м„,с, см: 1765, (СО, Р -лактам), 1 705 (СО, сложный эфир) .

Т я ЯМР (ацетонс16) > ррщ 1 2 (д., 6Н, СН СНОН и СН -4); 2,12—

-3,32 (м., 4Н), 3,10 (с, 3Н Б СН>), 3,37-4,55 (м., 9Н), 5,42 (к., J=14 Гц, СН Аг), 6,89-8,34 (м., ArH) .

Это соединение получают обычным способом из (5R 6$) и- нитробензил-!

-6-(1 R-гидроксиэтил) -3,7-диоксо-4R-мет ил-1-аз абицикло (3 . 2. О) гептан-2-карбоксилат, однако энолфосфат выделяют путем концентрации реакционной смеси в вакууме, а затем раэвоI дят смесью этилацетата и диэтилового эфира (1:1) и промывают водой. После обезвоживания над безводным суль1

1О

Z5

40 фатом магния пропускают через активированный уголь, удаляют в вакууме растворитель и получают чистое соединение.

D. Получение (5R, 6$) -6-(1 R-гидроксиэтил) -4R-метил-3 — (1-метил-4-тиатетрагидротиопираниум) -7-оксо-!в

-азабицикло (3.2.0!гепт-2-ен-2-карбоксилата.

В охлажденный (5 С) раствор (5R, 6$) и-нитробензил -6-(1 R-гидроксиэтил)-4R-метил-3-(1 -метил-4-тиатетрагидротиопираниум) -7-оксо-1 -азабицикло(3.2.0J гепт-2-ен-2-карбоксилдифенилфосфата (2,40 r, 3,23 ммоль) в тетраrидрофуране (240 мл) и 0,05 М фосфат-! ный буфер (240 мл) с рН 7,0 добавляют диэтиловый эфир (240 мл) и

10Х-ный Pd/Ñ, (2,4 r) Смесь гидрогенизируют в аппарате Пааре при давлении Н 45 фут/дюйм при 15 С в те2 9 чение 1 ч. Затем раствор фильтруют через стеклянный фильтр и катализатор промывают водой (25 мл) . Водную фазу фильтрата промывают диэтиловым эфиром (2к100 мл) и продувают в вакууме для удаления всех следов органического растворителя.

Продукт очищают с помощью хроматографии на I!! Bondapak С-18 силикагеле (100 г), используя в качествее элюента смесь ацетонитрила с водой (О;

2; 4 по 500 мл и 1ОХ в 250 мл воды) .

Получают 1,08 г сырого продукта. После лиофилизации этот продукт и

О, 02 0 г образ ца другого опыта(исходный материал 0,067 ммоль сложного эфира) очищают с помощью хроматографии с высоким давлением (данные хроматографии: С-18 t!! Bondapak с использованием 5Х-ной смеси СН>СN и

Н О при скорости 4 мл/мин, детектор RI) . Получают 328 мг продукта.

Продукт снова подвергают очистке с помощью хроматографии на силикагеле (15 г, p Bondapak С-18), используя воду, а затем 2 .-ную смесь ацетонитрила с водой в качестве элюента. Получают 225 мг (1 9, 1 ) целевого продукта в виде белого твердого вещества после, лиофилизации.

) 480764

10.1 = 6,37 Гц, СН СНОН), 1,92-2,64 (м., "

4Н, тиопиранил-протоны); 2, 94 (с,, ЗН, S-СН ), 3,15-3,78 (M,, 7Н), 4,19

-4,32 (M., 2Н), Время полувыведения о

30 ч при 37 С в биологическом буфере с рН 6.4.

В табл. I 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 ми- 15 нимальную HH1" ибирующую концентрацию (NHK) в мкг/мл, против указанных микроорганизмов, что определили при о инкубировании в течение ночи при 37 С .

В табл. 2 приведена NHK имипенема. 20

При определении содержания соединения в крови использовали две группы мьппей. В каждой группе было по

4 мыши весом 20 r. До введения препарата 1за 5-10 мин мьппам одной 25 группы сделали внутрибрюшинно инъекцию ингибитора дипептидазы (ВСН-1) в дозе 10 мг/кг. Затеи через 10, 20, 30, 40, 45, 60 и 90 мин после внутримышечного введения соединения по при- 30 меру I у каждой мыши отбирали пробу крови и исследовали биологическую активность, используя чувствительную пластину с В.subtilis ATCC 6633. ,ВСН-1

И С WACO

Н СООН

Данные приведены в табл. 3 и А.

Выделение с мочой.

В тесте использовали две группы мьппей. Каждая группа состояла из четырех мышей весом по 20 г. До введения препарата (за 5-10 мин) мышам одной группы ввели парэнтерально ин45 гибитор дипептидазы (ВСН-1) в дозе 1 0 мг/кг, Затем животных рассадили в индивидуальные метаболитные клетки и через 0-3 и 3-6 ч собрали на лед мочу. Животные голодали всю ночь, получали по потребности раствор декстраэы с аминокислотой, начиная за 1 ч до введения препарата в течение 6 ч сбора мочи. Образцы

c 5 мочи исследовали на биологическую активность, используя чувствительные пластины с В.subtilis АТСС 6633. !

Результаты отображены в табл. 5.

Активность ин виво.

Приготовление контрольного зараженного раствора: ВНI -бульон (9,0 мл) инокулировали раздавленной суспензией P. aeruginosa А9843а и инкубировали в течение 8 ч при 37 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 о раствор 1/10000 этой культуры в

0,4%-ном слизистом секрете желудка свиньи, Мышам внутрибрюшинно ввели

0,5 мл бактериальной суспенэии (со ( ответствует 6,0> 10 живых клеток/

/мышь) .

Определение 50%-ной защитной дозы (ЗДп0) .

Зараженным мьппам внутримьппечно ввели различные дозы соединения по примеру 1 сразу же после заражения и ище раз через 2 ч после заражения.

Каждая мышь получила внутримьппечно

0,2 мл препарата. Через 5 дней после заражения определили количество смертей. ЗД определили, используя определение 50% концевой точки с помощью пробит-анализа.

ЗД при внутримьппечном введении составляла О, 71 мг/кг. е

Соединения Т являются малотоксичными и более эффективными по актив-. ности, поскольку имеют более низкое значение NHK, чем известное соединение (имипенем), формула изобретения.

Способ получения производных кар" бапенема формулы (Т)

7.. где R — водород или метил,"

R — группа СОО" п = О ли R< — группа СООК где К вЂ” паранитробензил1

Х вЂ” дифенилфосфат, п **1, отлич ающийс я тем, что соединение формулы

ОН R соОВ, где R„R< и Х имеют указанные значения, подвергают взаимодействию с тиолом формулы

1480764 диизопропилэтиламин или бикарбонат

/ 3 натрия, при 0-5 С и полученное при этом соединение вьделяют или переводят в соединение формулы (I), где

R — группа СОО, à и О, путем, гидрогенолиэа.

Таблица l

Противомикробная активность карбаленемнык соединений as витро

МНК, мкгlмл

Микроорганизм

S.pneumoniàå.

S.pyogenes

S ° faecalis

S. aurelia

S.aureus, 50Z .вежа

8: aureu s (Panic il l inгеевtant)

S.с-aur eus (Methicillinzesistint)

Е.coli

Е.coli

К. pneumoniae

К.pneumoniae

Е. сlоасае

Е.сlоасае

P.mirabilis

P.vulgaris

М.morganii P.rettgeri

:S.marcescens

P.aeruginosa

P.aeruginosa (Car beniMillinwesistan

О, 001

О, 004

0 5

0,008

0,016

О, 002

0,004

0,5

0,008

0,01 6

0,016

0,03

0,008. . 0,016

0,03

0,06, 0,06

0,06

0,016

0,01 6

0,06

0,13

0i 03

0,25

t) Таблнца2

Противомикробная активность соединения нмипенем

Органиэм МИК, мкг/мл

S. praunorias

S. pyogenes.

S. faecalis

S. aureus

aureus вета

aureus

aureus

Е. coli

Е. coli

К. praunorias

К. praunorias

Е. cloacae

Е. сlоасае

P. mirabi1is

P. vulgaris

М. morganii

P. rettgeri

8. macascens

P. aeruginosa

P. aeruginosa (carb.res) .

0,03 в инертном растворителе, таком как диметилформамид или ацетонитрил, в присутствии основания, такого как

О, 002

0,002

0,26

0,001

0,008

o,oo&

0,016

0,016

0,016

0,016

0,06

0, 06

0,06

0,016

0,06

0,13

0,03

0,5

° Ф

0,016

0,03

0,06

0,25

0,25

0,25

0,016

0,01 6

0,06

0,13

0,03

0,25

1480764

Таблица Э

АИС, мкг/мл ч макс мин

Срм кс мкг/мл мин

15,4

16,1

6,8

10,9

10

П р и и е ч а н и е: С „- максимальная концентрация в крови после введения лекарства; Т „- время, требуемое для достижения максимального кровяного уровня; АИС— область кривой, описываемой зависимостью концентрации от времени.

Таблица 4 одержание в крови, мкг/мл мин, после ведения внутримышечно 20 мг/кг ° через, мин

Соединение

ВСН-1

10 20 30 45 60 90

0,3

0,3.

2,9 0,7

7,4 3,0

11,4 7,2

l6,1 12,6

15,4

15,4

Та блица 5

ВСН-1

10 мг/кг (парэнтерально) Соединение

44

44,2

67,1

0,2

0,1

Составитель Т. Власова

Техред Л.Сердюкова Корректор Г. Кос

Редактор А. Огар.

Заказ 2564/58 Тираж 352 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

-1 мг/кг утришинно) внутрибрюшинно

Период полувыведения, мин

Процент выведения,. через, ча

0-3 3-6 0-6