DE2539676C3 - 3-Cyanopenamverbindungen und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

ClIIICH₃

CIiIICN

H H

R"—NH- C-C

I I

O=C-N

CH.

CIIIICH₃

N—N

Ν—Ν

durch an sich bekannte Umsetzung mil Azidionen in einem reaktionsinerten Lösungsmittel in Gegenwart einer Säure oder eines Salzes eines Amins mit einer Säure.

Die Erfindung bezieht sich auf neue 3-Cyanopenamverbindungen, auf Verfahren zu deren Herstellung und auf deren Verwendung zur Herstellung von 3-(5-Tetrazolyl)penamverbindungen. Die letzteren Verbindungen sind zur Herstellung von antibaktcricllcn Mitteln geeignet.

Die Penicilline, eine /?-Lactamklasse von Antibiotika, bestehen aus N-Acylderivaten von 6-Amino-2,2-dimethylpenam-3-carbonsäure. Weil die physiologischen und biologischen Eigenschaften der Penicilline weitgehend durch die Art des C-6-Substituenten bestimmt werden, hat sich die chemische Modifizierung der Substituenten an dem Penamkern auf die C-6-Stellung konzentriert.

Bemühungen zur Verbesserung des therapeutischen Werts der Penicilline haben außerdem zu Modifizierungen an der C-3-Stellung geführt. Die 3-Carboxygruppe ist in eine Reihe anderer Gruppen, wie z. B. Salze, Anhydride, Carbamyl, Ester, Thiosäure, Hydroxymethyl, Säureazid, Isocyanat, Carbamate, Hydroxamsäure und Nitril, umgewandelt worden. [K ho kh Io ν u.a., Doklady Akad. Sei. Nauk. S.S.S.R. 135, 875-8 (1960); CA. 55, 11394F (1961)]. Eine Zusammenstellung solcher Modifizierungen ist von Hamilton- M ill er, Chemotherapia, 12, 73-88 (1967), vorgelegt worden.

Außerdem ist die 3-Carboxygruppe durch Formyl [Gottstein u.a., |. Org.Chem.3l. 1922 (1966)], Säurechlorid [Wolfe u.a.. Can. |.Chem. 46, 2549 (1968)], Hydroxy [H e u s I e r, HeIv. Chim. Acta, 55, 388 (1972); S h e e h a η und B r a η d t, J. Amer. Chem. Soc. 87, 5468 (1965)], Diazoketon [Klei ν er, Khim.

worin R" die gleiche Bedeutung wie R in Anspruch 1 hat, jedoch kein Wasserstoffatom ist, zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel

Geterotsikl. Soed. 1966, 702; Ramsey und Stoodley. J.Chem.Soc. (C) 1969, 1319], Carboxymethyl [K I e i ν e r loc. eil.], Chlorketone (3-COCH₂CI) [Ramsey und Stoodley, Chem. Commun. 1970. 1517] und die N-Sulfonylamide (3-CONHSO₂Me) [US-PS 36 41 000] ersetzt worden. Abgesehen von geringfügigen Ausnahmen, und zwar von Salzen, bestimmten leicht hydrolysierbaren Estern und Thiosäuren, haben alle diese Änderungen zu einer erheblichen Verminderung der antibakteriellen Wirksamkeit geführt

Die Erfindung schlägt neue 3-Cyanopenamverbindungen der allgemeinen Formel

O=

v-'orin R ein Wasserstofiatom, eine Gruppe der allgemeinen Formel

in der Ri, R2 und Rj jeweils ein Wasserstoff-, Chlor-, Brom- oder Fluoratom, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe bedeutet, oder eine 2,2,2-Trihalogenäthoxycarbonylgruppe ist, und Säureadditionssalze dieser Verbindungen, wenn R ein Wasserstoffatom ist. vor.

Zu solchen neuen Verbindungen der Erfindung gehören insbesondere 6-Triphenylmethylamino-2,2dimethyl-3-cyanopenani, 6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam und die p-Toluolsulfonsäure-, Benzolsulfonsäuren Methansulfonsäure-, Hydrochlorid-, Hydrobroniid-, Acetat-, Trifluoracetat- und Chloracetatsalze davon, 6-[Di-(2-methylphenyl)-phenylmethylamino]-2,2-dimethyl-3-cyanopenam, 6-(Diphenyl-[2-bromphenyl]-methylamino)-2,2-dimethyl-3-cyanopenam und 6-(Di-

phenyl-[2-methylphenyl]-metnylamino)-2,2-dimethyl-3-cyanopenam.

Die neuen 3-Cyanopenamverbindungen der Erfindung können dadurch hergestellt werden, daß man entweder

a) in an sich bekannter Weise eine Verbindung der allgemeinen Formel

H H
R NH-C-C

I I

O = C-N

CIIIICH,

-CHIICONH:
H

worin R die oben angegebene Bedeutung hat, mit einem Dehydratisierungsmittel behandelt oder

b) in an sich bekannter Weise (nach dem Verfahren der US-PS 34 99 909) eine Verbindung der allgemeinen Formel

H H

R' — NH- C— C

I I

O=C-N-

CIIIICH₃

-CIIIICN

R- NU— C-C

O=C-N

ClIIICH,

-CIIIICONH₂

H H

R" -NH-C-C

CIHICH,

O = C-N CHMCN

worin R" die oben angegebene Bedeutung von R hat. jedoch kein Wasserstoffatom ist, zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel

H H
R'—NH-C—C

I !

O = C-N

CH,

CIIIICH.,

N-N

N-N

H
durch an sich bekannte Umsetzung mit Azidionen in einem reaktionsinerten Lösungsmittel in Gegenwart einer Säure oder eines Salzes eines Amins mii einer Säure verwendet werden.

Die bevorzugten 6-(N-substituiertes Amino)-2,2-dimethyl-3-cyanopename für diese Verwendung sind solche, worin R eine Triphenylmelhylgruppe ist. weil solche Verbindungen leicht erhalten werden können.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel

worin R' eine Phcnylacetyl- oder Phenoxyacetylgruppc ist, in einem reaktionsinerten Lösungsmittel in Gegenwart eines tertiären Amins bei einer Temperatur unter etwa 25°C mit Phosphorpentachlorid oder Phosgen umsetzt, das entstandene Imidchlorid unterhalb etwa 25^CC mit einem Alkanol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen behandelt und den gebildeten Iminoätner unter sauren Bedingungen mit Wasser reagieren iäßl oder
c) eine Verbindung der allgemeinen Formel

worin R' eine Phenylacctyl- oder Phenoxyacetylgruppc ist, in einem reaktionsinerlen Lösungsmittel in Gegenwart eines tertiären Amins bei einer Temperatur unter etwa 25°C mit wenigstens 2 Molä'quivalentcn Phosphorpentachlorid oder Phosgen umsetzt und das erhaltene Imidchlorid wie bei dem Verfahren b) weiterbchandclt.

Fs ist überraschend, daß bei dieser Verfahrensweise c) 6-(2-Phenylacetamido)- oder 6-(2-Phenoxyacetamido)-2,2-dimethyl-3-carbamoylpenam direkt in 6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam in einem »Eintopf«-Vcrfahren umgewandelt wird.

Gemäß der Erfindung können die Verbindungen der allgemeinen Formel

H H
R"—NH-C—C

I I

O=C-N

CH.

CIIIICH₃

Ν —Ν

Ν —Ν

sind als Zwischenprodukte für die Herstellung von 6-Acylamido-2,2-dimethyl-3-(5-tetrazoly!)penamen, einer sehr wirksamen Klasse von antibakteriell Mitteln. wertvoll.

Der Einfachheit halber werden die hier beschriebenen Verbindungen als Penamderivate bezeichnet. Der Ausdruck »Pcnam« ist in J. Am. Cheni. Soc. 75, 3293 (1953) definiert und bezieht sich danach auf die Struktur

Pcnam

Unter Benutzung dieser Terminologie wird das bekannte Antibiotikum Penicillin G als 6-(2-Phcnylacetamido)-2.2-dimethyl-pcnam-3-carbonsäure bezeichnet. Der Tetrazolylabkömmling von Penicillin G, worin R 2-Phenylacetyl ist, wird alsb-(2-Phenylacetamido)-2,2-diinethyl-3-{5-ietrazolyl)-penam bezeichnet.

Wie bekannt ist. können die 5-substituierten Tetrazole in zwei isomeren Formen vorliegen, nämlich

N-N

Ν —Ν

N = N

N-N

welche in einem dynamischen tautomeren Gleichgewichtsgemisch gemeinsam enthalten sind.

In der Literatur sind viele Methoden zur Herstellung von Tetrazolen beschrieben: B e η ζ ο η , Giern. Rev. 41, 1-61 (1947) und »Heterocyclic Compounds«, Vol. 8, herausgegeben von Elderfield, John Wiley & Sons, Inc.

N. Y. (1967). Die Herstellung von 5-substituierten Tctrazolen durch Umsetzung eines Alkyl- oder Arylnitrils mit Stickstoffwasserstoffsäure ist in den vorstehenden Veröffentlichungen, von Buckler u. a., J. Med.Chem. 13, 725-9 (1970) und von Ju by u.a., J. Med. Chem. 11,111-7 (1968) beschrieben.

Die in der Literatur beschriebenen Verfahren sehen ziemlich energische Reaktionsbedingungen vor, wie erhöhte Temperaturen und längere Reaktionszeiten.

R"NH

O =

-N-

.CH₃

IHCH,

JlIIICN

worin R" die oben angegebene Bedeutung hat.

Nachfolgend wird ein Reaktionsschema 1 angegeben, düngen der Erfindung ersichtlich ist.

Diese Reaktionsbedingungen würden bei Anwendung auf die 6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopename der Erfindung zu einem erheblichen Abbau der Reaktionsteilnehmer und Produkte führen.

Die 3-Cyanopenamverbindungen der Erfindung werden unter relativ milden Bedingungen in die entsprechenden 2,2-Dimethyl-3-(5tetrazolyl)pename umgewandelt. Das Verfahren wird durch die folgende Reaktionsgleichung erläutert:

R"NH

O =

H N'

aus dem die Verwendbarkeit der 3-Cyanopenamvcrbin-

Reaktionsschema I")

6-APA

Trityl-6-APA

Penicillin G

Penicillin G-Amid

Ϊ 6-APA-Amid

i Trityl-6-APA-Amid

6-Acvl-APT —

6-APT Penicillin G-Nitril

6-APA-Nitril

Trityl-6-APA-Nitril

Trityl-6-APT

·) In diesem Reaktionsschema kann Penicillin G durch Penicillin V und kann Trityl durch eine andere R-Gruppe der oben genannten Art (mit Ausnahme von Wasserstoff) ersetzt werden. 6-APA = 6-Amino-2,2-dimethyl-3-carboxypenam, 6-APA-Nitril = fe-Amino-^-dimethyl-S-cyanopenam, 6-APA-Amid = fr-Amino-^-dimethylO-carbamoylpenam,

Das Azidion kann von vielen Ausgangsstoffen herstammen. Das einzige Kriterium scheint zu sein, daß der spezielle gewählte Ausgangsstoff Azidionen unter den Bedingungen, z. B. bei dem Lösungsmittel und der Temperatur, einer bestimmten Reaktion freizugeben vermag. Geeignete Ausgangsstoffe für Azidionen sind anorganische und organische Azide. In dem Fall organischer Azide muß der organische Teil stark elektronenabziehender Art sein. Typische Ausgangsstoffe für Azidionen sind Metallazide, insbesondere Alkaliazide, Trialkylsilylazide mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe, wie z. B. Trimethylsilylazid und Triäthylsilylazid, Tetra-n-butylammoniumazid, Tetramethylguanidiniumazid, Stickstoffwasserstoffsäure, Ammoniumazid, Trifluormethylazid, N,N-Dimethylaniliniumazid, N-Methylmorpholiniumazid und Triäthylammoniumazid.

Das Molverhältnis von Azid zu Cyanopenamreaktionsteilnehmer wird im allgemeinen in dem Bereich von etwa 1:1 bis etwa 6:1 gehalten, um eine Zersetzung des Penamringsystems auf einem Kleinstmaß zu halten. Höhere Molverhältnisse können angewendet werden, führen aber im allgemeinen zu verringerten Ausbeuten von dem gewünschten Tetrazolprodukt.

Bei der Umsetzung ist eine Säure oder ein Salz eines Amins mit einer Säure vorhanden. In einigen Fällen, so wenn ein Metallazid als Azidionenausgangsstoff benutzt wird, ist eine Säure erforderlich, damit die Umsetzung stattfindet. Lewis-Säuren, wie z. B. Bortri-

fluorid, wirken auch als Katalysatoren bei Reaktionen unter Verwendung von Stickstoffwasserstoffsäure und Metallaziden, wie z. B. Natriumazid.

Viele Säuren, wie z. B. organische und anorganische Säuren, können bei dem Verfahren als Katalysator ^r> benutzt werden, wenn ein Metallazid verwendet wird. Das Haupterfordernis ist, daß die Säure in dem Lösungsmittelsystem genügend löslich ist, um das Stattfinden der Umsetzung zu ermöglichen. Dieses kann natürlich leicht durch einfachen Versuch festgestellt werden. Typische Säuren sind Alkansulfonsäuren, wie z. B. Methan- und Äthansulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Naphthalinsulfonsäure, Alkansäuren, wie z. B. Essigsäure, n-Buttersäure, Octansäure, Benzoesäure und substituierte Benzoesäuren, Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff und Kationenaustauschharze.

Salze eines Amins mit einer Säure, insbesondere Aminhydrochloride, scheinen den Säuren bei diesem Verfahren äquivalent zu sein und können anstelle solcher Säuren angewendet werden. Die Salze vieler primärer, sekundärer und tertiärer Amine mit einer Säure können benutzt werden. Die Art des Säureteils des Salzes ist für die Durchführbarkeit des Verfahrens unwesentlich.

Die Salze von nichtnucleophilen Aminen werden bevorzugt, weil sie keinen Nebenreaktionen mit dem /?-Lactam des Nitrilreaktionsteilnehmers unterliegen. Bevorzugte Salze eines Amins mit einer Säure sind die Salze mit Mineralsäuren und anderen oben aufgeführ- jo ten Säuren. Die bevorzugten Salze sind ferner die Hydrochloridsalze von nichtnucleophilen tertiären Aminen, wie z. B. Triäthylamin, Tri-n-propylamin, Tri-n-butylamin, Trimethylamin, N-N-Dimethylanilin, N-Methylpiperidin und N-Methylmorpholin, weil sie bei diesem Verfahren befriedigende Umwandlungen von Nitril zu Tetrazol ergeben.

Geeignete reaktionsinerte Lösungsmittel bei diesem Verfahren sind halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Trichloräthane, Chloroform und Methylenchlorid, Äther, wie z. B. Dioxan, Tetrahydrofuran, Dimethyl- und Diäthyläther von Äthylenglykol und Diäthylenglykol, makrocyclischc Polyäther, Benzol, Xylol, Tetralin und Pyridin. Chloroform ist ein bevorzugtes Lösungsmittel wegen der vorteilhaften Ausbeuten, zu denen es führt, und der Leichtigkeit der Isolierung von Tetrazolylpenamverbindungen daraus.

Es ist vorteilhaft, aber nicht notwendig, wasserfreie Lösungsmittel zu benutzen, um nachteilige Einflüsse auf die Ausbeuten von den gewünschten Tetrazolderivaten zu vermieden. Bis zu 5 Volumenprozent Wasser scheinen akzeptabel zu sein.

Zur Beschleunigung der Umsetzung sollte das Lösungsmittel ein solches sein, das alle Reaktionsteilnohmer vollständig löst. Wie dem Fachmann bekannt ist, ist jedoch eine vollständige Lösung nicht erforderlich. Eine teilweise Löslichkeit der Reaktionsteilnehmer in dem Lösungssystem reicht aus, um die Umsetzung in einer geeigneten Geschwindigkeit stattfinden zu lassen. eo

Die Umsetzung wird im allgemeinen innerhalb eines Bereichs von etwa 20 bis etwa 110⁰C durchgeführt. Der bevorzugte Temperaturbereich ist etwa 25 bis etwa 8O⁰C, und der vorteilhafteste Temperaturbereich ist von etwa 40 bis etwa 70° C. Die Temperatur isi kein wesentlicher Faktor, und es können niedrigere und höhere Temperaturen angewendet werden. Natürlich erfordern niedrigere Temperaturen längere Reaktionszeiten als höhere Temperaturen.

Temperaturen über etwa 110⁰C werden im allgemeinen vermieden, um eine Zersetzung von Reaktionsteilnehmern und Produkten so wenig wie möglich stattfinden zu lassen.

Die Reaktionsdauer hängt von den Reaktionsteilnehmern und dem benutzten Lösungsmittelsystem ab. Als allgemeine Regel gilt, daß die Umsetzung in einer Zeitdauer von etwa 1,5 bis etwa 24 Stunden beendet ist.

Das Molverhältnis von Säure oder einem Salz eines Amins mit einer Säure zum Azidausgangsmaterial variiert im allgemeinen von etwa 1:1 bis etwa 5 :1. Höhere Verhältnisse werden im allgemeinen vermieden, um einen Abbau des Penamringsystems auf einem Kleinstmaß zu halten.

Die Ausbeute von Tetrazolylprodukt wird durch Anwesenheit einer Base in dem Reaktionsgemisch verbessert, welche den Angriff von Azid auf das J?-Lactam des Cyanopenams unterdrückt. Die Art der Base kann weitgehend variieren. Sie sollte vorteilhafterweise in dem Reaktionsgemisch löslich und nichtnucleophil sein. Bevorzugte Basen sind organische Amine, und zwar primäre, sekundäre und tertiäre. Wenn ein Salz eines Amins mit einer Säure angewendet wird, ist es bequem, einen Überschuß von dem betreffenden Amin als Base zu benutzen. Die Menge der Base ist, wenn sie benutzt wird, im allgemeinen nicht größer als 3 Mol je Mol Azid, weil größere Mengen zu einem Abbau des Penamringsystems zu führen scheinen. Vorteilhafte Basen sind Triäthylamin, Piperidin, Ν,Ν-Dimethylanilin, Anilin, N-Methylpiperidin und N-Methylmorpholin.

Die 3-(5-Tetrazolyl)-penamverbindungen werden z. B. durch Konzentrieren des Reaktionsgemisches unter vermindertem Druck und Chromatographieren des Reaktionsprodukts auf Kieselsäuregel unter Verwendung von Chloroform und 10% Methanoi als Eluiermittel, anschließendes Eindampfen des Eluats und Umkristallisieren aus einem geeigneten Lösungsmittelsystem isoliert.

Ein bevorzugtes Isolierverfahren, insbesondere wenn Chloroform als Lösungsmittel benutzt wird, besteht darin, daß man das Reaktionsgemisch nacheinander mit wäßriger Säure und Wasser wäscht, dann trocknet und anschließend die Chloroformlösung eindampft. Das Produkt scheidet sich ab und wird durch Filtrieren oder Zentrifugieren isoliert.

Die 3-Cyanopenamverbindungen der Erfindung werden, wie oben angegeben ist, durch Dehydratisierung der entsprechenden 3-Carbamylpename erhalten. Geeignete Dehydratisierungsmittel sind Essigsäurehydrid, Pyridin und ein Arylsuifonyichiorid (z. B. p-Toluolsulfonylchlorid) oder Methansulfonylchiorid, Äthansulfonylchlorid, Phosphorpentachlorid und Phosphoroxychlorid zusammen mit einer Base, wie z. B. Pyridin, Gemische von Thionylchlorid und N,N-Dimethylformamid sowie Phosgen in Gegenwart von Pyridin. Das bevorzugte Dehydratisierungsverfahren besteht in der Behandlung einer geeigneten Verbindung der Formel IV mit p-Toluolsulfonylchlorid in Pyridin bei etwa 65—70⁰C für eine Zeitspanne von etwa 30 bis 60 Minuten.

Andererseits können diese Verbindungen auch, wie oben angegeben ist, durch Deacylierung von 6-(2-Phenylacetamido)-2,2-dimethyl-3-cyanopenam oder

6-(2-Phenoxyacetamido)-Z2-dimethyl-3-cyanopenam
nach chemischen Methoden erhalten werden. Typische Lösungsmittel bei diesem Deacylierungsverfahren sind Chloroform, Methylenchlorid, 1,2-Dichloräthan, Tetra-

hydrofuran, Dimethyläther von Äthylenglykol, Nitromethan, Diäthyläther und Isopropyläther. Typische tertiäre Amine sind z.B. Dimethylanilin, Chinolin, Lutidin und Pyridin.

Das Imidchlorid wird in den entsprechenden Iminoäther durch Behandlung mit einem primären Alkohol vorteilhafterweise bei einer Temperatur zwischen etwa -20 und etwa -60⁰C, vorzugsweise bei etwa -40° C, unter wasserfreien Bedingungen umgewandelt. Geeignete Alkohole sind Methanol, Äthanol, Propanol und Butanol. Der Iminoether wird dann durch milde Hydrolyse oder Alkoholyse unter sauren Bedingungen gespalten.

Die Amidvorläufer (vgl. das Schema 1) werden nach dem Verfahren der US-PS 25 93 852 hergestellt, nach dem das geeignete 6-Amino-2^-dimethyl-3-carboxypenamanhydrid (z. B. ein Anhydrid von Penicillin G, Penicillin V)mit Ammoniak in einem Lösungsmittel, wie z. B. Isopropanol, umgesetzt wird. 6-Triphenylmethylamino^^-dimethylO-carbamoylpenam ist von Ko e, Nature, 195, 1200-1 (1962), beschrieben worden. Andererseits werden die Verbindungen nach dem von Johnson, J. Am. Chem. Soc. 75, 3637-7 (1953), beschriebenen Verfahren hergestellt, wonach das Triäthylammoniumsalz der geeigneten 6-Amino-2,2-dimethyl-3-carboxypenamverbindung mit Äthylchlorformiat in einem reaktionsinerten Lösungsmittel, wie z. B. Chloroform oder Methylenchlorid, unter Bildung eines gemischten Anhydrids, umgesetzt wird. Die Umsetzung des gemischten Anhydrids mit Ammoniumhydroxid ergibt das Amid. Anstelle des Triäthylammoniumsalzes können viele Ammoniumsalze benutzt werden. Ein bevorzugtes Salz ist das N-Methylmorpholiniumsalz des 6-Amino-2^-dimethyl-3-carboxypenams, weil dieses Salz zu befriedigenden Ausbeuten führt.

ö-Amino^-dimethyl-S-cyanopenamverbindungen,
in denen R eine andere Gruppe als 2-Phenylacetyl oder 2-Phenoxyacetyl ist, werden leicht durch Alkylierung von 6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam mit dem geeigneten Halogenidderivat RX (X = Cl, Br, J) der Aminoschutzgruppe hergestellt. Bei dem Verfahren wird 6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam in Chloroform- oder Methylenchloridlösung mit dem geeigneten RCI oder RBr und einer äquivalenten Menge eines Säureakzeptors umgesetzt. Die Reaktion wird zu Beginn bei etwa 0—5° C für 0,5 bis 2,0 Stunden und dann bei Umgebungstemperatur für bis zu 72 Stunden durchgeführt. Das Produkt wird gewünschtenfalls nach Standardmethoden (z. B. durch Verdampfen des Lösungsmittels) isoliert.

Wenn R 2,2,2-Trichior-joder-Tribromj-äihoxycarbonyl ist, werden die Verbindungen durch Umsetzung von 6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam mit 2,2,2-Trichlor-(oder -Tribrom-J-äthylchlorformiat in einem reaktionsinerten Lösungsmittel, wie z.B. Dioxan, bei etwa —20 bis +25"C in einer Schotten-Baumann-Reaktion umgesetzt.

Die Triphenylmelhylgruppe und substituierte Derivate davon werden durch Behandlung der entsprechenden Verbindung mit sauren Reaktionsmitteln entfernt, und die Bedingungen, die zur Entfernung einer Triphenylmethylgruppe bekannt sind, sind bei diesem Verfahrensschritt geeignet Zum Beispiel ist es möglich, eine Sulfonsäure, wie z. B. Methansulfonsäure, Benzolsulfonsäure oder p-Toluolsulfonsäure, eine wasserfreie Halogenwasserstoffsäure, wie Chlorwasserstoff oder Bromwasserstoff, oder eine Alkansäure, wie Essigsäure, Propionsäure, Chloressigsäure oder Trifluoressigsäure anzuwenden. Die Umsetzung wird normalerweise durch Lösen des Ausgangsmaterials in einem geeigneten Lösungsmittel und Zugabe von etwa 2 Moläquivalenten des Säurereagens bei oder in der Nähe der Umgebungstemperatur durchgeführt. Die Umsetzung ist in etwa einer Stunde beendet, und das Produkt ist in dem Reaktionsmedium in Form des dem benutzten Säurereagens entsprechenden Säureadditionssalzes vorhanden. Ein Lösungsmittel sollte gewählt werden, das die Ausgangspenamverbindung löst, und Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Äther, wie z. B. Diäthyläther, Tetrahydrofuran, Dioxan und 1,2-Dimethoxyäthan, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Chloroform, Methylenchlorid und 1,2-Dichloräthan, niedrigere aliphatische Ketone, wie z.B. Aceton, Methylethylketon und Methylisobutylketon, Ester, wie z. B. Äthylacetat und Butylacetat, Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Hexan, Cyclohexan und Benzol, und niedrigere Alkenole, wie z. B. Methanol, Äthanol und Butanol.

Obwohl bei diesem Verfahren im allgemeinen zwei Moläquivalente Säuren benutzt werden, ist nur ein Moläquivalent erforderlich, wenn die Umsetzung in Gegenwart von einem Moläquivalent Wasser durchgeführt oder die Säure als Monohydrat eingetragen wird. Wie jedoch für den Fachmann ersichtlich ist, sollte das bei dieser Umsetzung erhaltene Produkt nicht überschüssiger Säure für eine längere Zeitdauer ausgesetzt werden, weil in diesem Fall die Gefahr der Zerstörung des /9-Lactamrings gegeben ist. Eine besonders bequeme

jo Art der Verfahrensführung bei diesem Prozeß besteht darin, daß man ein Säure-Lösungsmittel-System wählt, so daß das Ausgangsmaterial löslich ist, aber das während der Umsetzung entstandene Säureadditionssalz in dem Maße, in dem es gebildet wird, ausfällt. Es kann durch Abfiltrieren nach Beendigung der Umsetzung isoliert werden. Wenn die Kombination von p-Toluolsulfonsäure in Aceton benutzt wird, fällt häufig das p-Toluolsulfonatsalz des Produkts aus.

Wenn die R-Gruppe eine 2.2,2-Trihalogenäthoxycarbonylgruppe ist, wird diese aus der Verbindung durch reduktives Entblockieren entfernt. Dazu wird die Verbindung mit Zinkstaub in 90%iger wäßriger Ameisensäure oder einem Zink-Kupfer-Paar in mit Acetonitril verdünnter Ameisensäure in der von Chauvette u.a, J.Org.Chem. 36. 1259-67 (1971). beschriebenen Weise behandelt.

6-Amino-2,2-dimethyl-3-(5-tetrazolyl)penam ist, wie oben angegeben ist, ein wertvolles Zwischenprodukt zur Herstellung von 6-Acyl-amido-2,2-dimethyl-3-(5-tetrazolylj-penamen, antibakteriellen Mitteln mit signifikanter Wirksamkeit, die, wie nachfolgend nachgewiesen wird, bekannten antibakteriellen Mitteln überlegen sind. Solche 3-(5-Tetrazolyl)-verbindungen werden durch Acylierung von 6-Amino-2,2-dimethyl-3-(5-tetrazolyl)-penam (6-APT) mit einem aktivierten Derivat der geeigneten Carbonsäure in einem geeigneten Lösungsmittelsystem hergestellt. Ein aktiviertes üblicherweise benutztes Derivat ist ein Säurehalogenid, wie z. B. ein Säurechlorid. Bei einer typischen Acylierung wird etwa ein Moläquivalent eines Säurechlorids zu einer Lösung von 6-APT oder einem Salz davon, gelöst in einem Lösungsmittel wie z. B. chloriertem Kohlenwasserstoff, beispielsweise Chloroform oder Methylenchlorid, einem Äther, beispielsweise Tetrahydrofuran oder 1,2-Dimethoxyäthan, einem Ester, beispielsweise Äthylacetat oder Butylacetat, einem niedrigeren aliphatischen Keton beispielsweise Aceton oder Methylethylketon, oder <»-nem tertiären Amid,

beispielsweise Ν,Ν-Dimethyiformamid oder N-Methylpyrrolidon, bei einer Temperatur in dem Bereich von etwa —40 bis etwa 30⁰C und vorzugsweise von etwa -10 bis etwa IO°C, gegebenenfalls in Gegenwart von etwa ein Moläquivalent eines Säurebinders, wie z. B. ^r> Triethylamin, Pyridin oder Natriumbicarbonat, gegeben. Die Umsetzung ist innerhalb einer kurzen Zeitspanne, d. h. in ungefähr einer Stunde, beendet, und das Produkt wird nach bekannten Methoden isoliert, wobei auf die Empfindlichkeit des /J-Lactamteils des Produkts Rücksieht genommen werden muß. Zum Beispiel wird das Reaktionsprodukt bis zur Trockne eingedampft, und es werden ein mit Wasser nicht mischbares organisches Lösungsmittel und Wasser zugegeben. In den Fällen, in denen das Produkt ausfällt, wird es abfiltriert. Wenn das Produkt nicht ausfällt, wird der pH-Wert der wäßrigen Phase auf einen geeigneten Wert eingestellt und die produkthaltige Phase wird eingedampft. Das so erhaltene rohe Produkt kann gewünschtenfalls weiter gereinigt werden. Nach einer anderen für die Acylierung mit Säurehalogeniden geeigneten Verfahrensweise wird ein wäßriges Lösungsmittelsystem benutzt. Bei dieser Verfahrensweise, die der Schotten-Baumann-Methode nahekommt, wird das Säurehalogenid zu einer Lösung des Ausgangsmaterials in Wasser oder zu einem Gemisch von Wasser und einem anderen inerten Lösungsmittel gegeben, dessen pH-Wert vor, während und nach der Zugabe bei einem pH-Wert in dem Bereich von etwa 6,0 bis etwa 9.0 gehalten wird. Nach Beendigung der Reaktion kann häufig bewirkt werden, jo daß das Produkt durch Einstellen des pH-Werts ausfällt. Anderenfalls kann das Produkt mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel extrahiert werden, das dann bis zur Trockne verdampft wird.

Ein anderes geeignetes Acylierungsmittel ist ein gemischtes Anhydrid. Bei dieser Verfahrensweise wird eine Lösung des gemischten Anhydrids, mit 6-APT-, im allgemeinen in Form des tertiären Aminsalzes, z. B. des Triäthylaminsalzes, bei einer Temperatur in dem Bereich von etwa —30 bis etwa 20⁰C und vorzugsweise bei etwa — 10°C umgesetzt. In den meisten Fällen werden das gemischte Anhydrid und das 6-APT im wesentlichen in einem Molverhältnis von 1:1 in Kontakt gebracht. Das Produkt wird im allgemeinen durch Verdampfen des Reaktionsgemisches bis zur Trockne isoliert, und dann werden ein mit Wasser nicht mischbares organisches Lösungsmittel und Wasser zugegeben. Beim sorgfältigen Einstellen des pH-Werts fällt das Produkt manchmal aus. In anderen Fällen werden die Phasen getrennt und die produkthaltige Phase wird bis zur Trockne eingedampfi. Das so erhaltene rohe Produkt kann gewünschtenfalls weiter gereinigt werden.

Nach einer anderen Variatioi. wird die Carbonsäure in einen aktiven Ester umgewandelt und mit diesem dann das 6-APT oder ein Salz davon behandelt Verwendbare aktive Ester sind z. B. Phenylester, wie z. B. p-Nitrophenyl- und 2,4,5-Trichlorphenylester, Thiolester, wie z. B. Thiolphenylester und Thiolmethylester, und Hydroxyester, wie z. B. N-Hydroxysuccinimid- und N-Hydroxyphthalimidester. Die Ester werden nach bekannten Methoden hergestellt und die Acylierung wird in einfacher Weise durch Lösen des aktiven Esters und des 6-APT's oder eines Salzes davon in einem dipolaren aprotischen Lösungsmittel, wie z. B. N₁N-Dimethylformamid, Ν,Ν-Dimethylacetamid oder N-Methylpyrrolidon, durchgeführt Die Lösung wird bei etwa Umgebungstemperatur für mehrere Stunden stehengelassen, und dann wird das Produkt nach Standardmethoden isoliert. In einigen Fällen kann das Produkt auf sehr einfache Weise isoliert werden, indem es durch Zugabe eines Nichtlösungsmittels, wie z. B. Diäthyläthcr oder Aceton, zum Ausfallen gebracht wird. Es wird dann abfiltriert und kann gewünschtenfalls weiter gereinigt werden. In vielen Fällen kann der bei diesem Verfahren benutzte aktive Ester durch das entsprechende Säureazid ersetzt werden.

Nach einer weiteren Modifizierung wird 6-APT mit einer Carbonsäure in Gegenwart von bestimmten Mitteln in Kontakt gebracht, die zur Bildung von Peptidbindungen benutzt werden. Zu solchen Mitteln gehören Carbodiimide, wie z. B. Dicyclohexylcarbodiimid und 1-Äthyl-3-(3-dimelhylaminopropyl)-carbodiimid. Alkoxyacetylene, wie z. B. Methoxyacetylen und Äthoxyacetylen, und N-Äthoxycarbonyl-2-äthoxy-l,2-dihydrochinolin. Die Umsetzung wird in einem geeigneten Lösungsmittel durchgeführt, d. h. einem solchen, das zum Lösen der Reaktionsteilnehmer dient und mit den Ausgangsmaterialien oder dem Produkt nicht nachteilig reagiert, wie z. B. Acetonitril, N,N-Dimethylformamid und N-Methylpyrrolidon.

Bei den oben beschriebenen Acylierungsmethoden ist festgestellt worden, daß bei einem Verfahren zur Acylierung von 6-APT an der 6-Aminogruppe und dem Tetrazolylteil befindlicher Wasserstoff mit Erfolg durch Trialkylsilylsubstituenten ersetzt werden kann. Diese Trialkylsilylsubstituenten werden dann entfernt und durch Wasserstoff ersetzt, wenn die Acylierung beendet ist. und zwar einfach dadurch, daß das Produkt einem protischen Lösungsmittelsystem, wie z. B. Wasser oder einem niedrigeren Alkohol, z. B. Methanol oder Äthanol, ausgesetzt wird. Aufgrund der leichten Verfügbarkeit der Ausgangsmaterialien ist die Trimethylsilylgruppe eine bevorzugte Gruppe. Sie kann in die Ausgangs-6-APT-Verbindung nach bekannten Methoden eingeführt werden, beispielsweise unter Verwendung von Trimethylchlorsilan oder N-Trimethylsilylacetamid, wie von Birkofer und Ritter in Angewandte Chemie (internationale Ausgabe in Englisch) 4, 417—418 und 426 (1965) angegeben ist. Es müssen jedoch Bedingungen gewählt werden, die die 0-Laclamgruppe des Penamkerns schonen.

Außer den stufenweisen Umsetzungen gemäß dem Reaktionsschema I ist es möglich und häufig vorteilhaft, viele der Verfahrensstufen in einem »Eintopf«-Verfahren ohne Isolierung der Zwischenprodukte in dem Schema I durchzuführen. Zum Beispiel kann 6-APA-Nitril in einem »Eintopf«-Verfahren in Trityl-6-APT umgewandelt werden. Das Trityi-6-APT kann wiederum in einem »Eintopf«-Verfahren detrityliert und acyliert werden, um ein 6-Acyl-APT zu erhalten. Ferner kann Penicillin G in einer einzigen Reaktionsstufe deacyliert und dehydratisiert werden, wobei 6-APA-Nitril erhalten wird. Bei diesen »Eintopf«-Verfahren entfällt die Notwendigkeit Zwischenprodukte zu isolieren und/ oder zu reinigen, und diese Verfahren sind bequemer, einfacher und wirtschaftlicher durchzuführen und führen häufig zu verbesserten Ausbeuten, als sie bei Durchführung der stufenweisen Verfahrensführung erhalten werden.

Die 6-Acylamido-2^-dimethyl-3-(5-tetrazolyI)-pename, zu deren Herstellung die 3-Cyanopenamverbindungen der Erfindung über die 3-TetrazoIylpenamverbindungen verwendet werden, sind, wie oben angegeben ist wertvolle antibakterielle Mittel. Sie sind in vitro und in vivo gegen eine Vielfalt grampositiver und gram-

negativer Bakterien wirksam. Die Aktivität dieser Verbindungen kann leicht in in-vitro-Tests gegenüber zahlreichen Organismen in einem Hirn-Herz-Infusionsmedium mittels der üblichen Zweifachserienverdünnungstechnik gezeigt werden. Das aus den Verbindungen der Erfindung herstellbare Ampicillintetrazolylderivat ist bei einem Vergleichstest mit Ampicillintrihydrat gegenüber Klebsiella pneumoniae in fast allen Fällen wesentlich wirksamer als letztere Verbindung, wie nachfolgenden Werten zu entnehmen ist:

Aktivitäten (in-vitro) der Tetrazolylverbindung des Ampicillins (Beispiel 6) und Ampicillintrihydrat gegenüber Klebsiella pneumoniae, Mindesthemmkonzentration, μ/ml

Stamm Nr.	Tetrazolyl	Ampicillin · 3 H2O
	verbindung des
	Ampicillins
53A009	6,25	25
53A015	3,12	50
53A022	6,25	50
53A021	12,5	50
53A028	6,25	25
53A042	6.25	100
53A044	3,12	1.56
53A047	6,25	50
53A056	12,5	50
53A063	25	>200
53A064	3.12	25
53A067	>200	>200
53A068	6,25	50
53A069	12.5	>200
53A076	12.5	50
53A077	200	>200
53A079	25	50
53A082	25	100

Die in-vitro-Wirksamkeit der Verbindungen macht diese für die örtliche Anwendung in Form von Salben und Cremes oder für Sterilisationszwecke, für z. B. Krankenhausgegenstände, geeignet.

Die Verbindungen sind als antibakterielle Mittel in vivo bei Tieren, einschließlich des Menschen, wirksam, und zwar nicht nur über den parenteralen Anwendungsweg, sondern auch bei oraler Verabreichung.

Die Dosierungen bei oraler und parenteraler Verabreichung liegen im allgemeinen in der Größenordnung bis zu 200 mg/kg bzw. 100 mg/kg Körpergewicht je Tag.

Für solche Zwecke können die reinen Materialien oder Gemische davon mit anderen Antibiotika angewendet werden. Sie können als solche oder gemeinsam mit üblichen pharmazeutischen Zusätzen verabreicht werden. Beispielsweise können sie oral in Form von Tabletten, die Excipientien, wie Stärke, Milchzucker und bestimmte Tonarten enthalten, oder in Kapseln in Form der reinen Substanz oder im Gemisch mit den gleichen oder entsprechenden Excipientien verabreicht werden. Sie können auch oral in Form von Elixieren oder oralen Suspensionen verabreicht werden, die Geschmacks- oder färbende Mittel enthalten, oder parenteral injiziert werden, d. h. intramuskulär oder subkutan. Für die parenterale Verabreichung werden die Verbindungen am besten in Form einer sterilen Lösung verwendet, die entweder wäßrig sein kann, wie z. B. Wasser, isotoniscbe Kochsalzlosung, isotonische Dextroselösung, Ringer's Lösung enthalten kann, oder nichtwäßrig sein kann, wie z. B. fettige Öle pflanzlicher Her kunft (Baumwollsamenöl. Erdnußöl, Maisöl, Sesamöl

5 oder andere nichtwäßrige Trägerstoffe enthalten kann die die therapeutische Wirksamkeit der Formulierung nicht nachteilig beeinflussen und in dem angewendeter Volumen oder in der angewendeten Menge nicht toxisch sind (Glycerin, Propylenglykol, Sorbit). Außerdem können Zubereitungen hergestellt werden, die für eine Herstellung von Lösungen vor der Verabreichung im erforderlichen Fall vorteilhaft verwendet werden können. Solche Zubereitungen können flüssige Verdünnungsmittel, wie z. B. Propylenglykol, Diäthylcarbonat. Glycerin, Sorbit, Puffermittel, sowie auch lokale Anästhetika und anorganische Salze enthalten, um die gewünschten pharmakologischen Eigenschaften zu ergeben.

B e i s ρ i e I 1

e-Triphenylmethylainino^J-dimethyl-S-cyanopenam

A. Triäthylaminsalz von 6-Triphenylmethylamino-2,2-dimC'"hylpenam-3-carbonsäure

Tritylchlorid (61,1 g, 0,22 Mol) wird zu einem Gemisch von 6-Aminopenicillansäure (43,3 g, 0,20 Mol) und Triethylamin (5,56 ml) in Chloroform (300 ml) bei etwa 5°C gegeben. Das etwas exotherm reagierende Reaktionsgemisch wird gerührt, wobei ermöglicht wird, daß die Temperatur langsam auf Raumtemperatur ansteigt. Das Reaktionsgemisch wird 3 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Durch Eindampfen des Reaktionsgemischs wird das in der Überschrift angegebene Produkt erhalten, das ohne Reinigung verwendet wird.

B. 6-Triphenylmethylamino-2,2-dimethyl-3-(carbamoyl)penam

Chlorameisensäurcäthylester (35,8 g, 0,33 Mol) wird zu einer Acetonlösung (300 ml Aceton) gegeben, die 0,3 Mol (137,3 g) des in der obigen Verfahrensstufe A hergestellten Salzes enthält und im Eisbad auf etwa 0⁰C abgekühlt. Die Temperatur erhöht sich auf etwa 10⁰C, und es bildet sich ein Niederschlag von Triäthylaminhydrochlorid. Die Temperatur fällt bald auf etwa 0°C.

und das Rühren des Reaktionsgemischs wird für 45 Minuten fortgesetzt. Das Reaktionsgemisch wird dann filtriert, und der Niederschlag wird mit Aceton (10 bis 20 ml) gewaschen. Das Filtrat und das Waschmittel werden gemeinsam in einen 5-Liter-RundbodenkoIben eingetragen, der eine Lösung von Diammoniumphosphat (311,4 g) in Wasser (1750 ml) enthält. Das Gemisch wird bei Raumtemperatur für 35 Minuten erwärmt und dann mit Chloroform (2 χ 800 ml) extrahiert. Die vereinigten Chloroformextrakte werden nacheinander mit eiskalter 0,1-normaler Salzsäure (1,51), 5%iger Natriumbicarbonatlösung (2 χ 1,51), Wasser (1 I) und gesättigter Natriumchloridlösung (750 ml) gewaschen und dann getrocknet (Na2SO4). Die Chloroformlösung wird unter vermindertem Druck bei Raumtemperatur zu einem

bo hellorangen viskosen Öl konzentriert. Das öl wird in Benzol (350 ml) aufgenommen, und die erhaltene Lösung wird tropfenweise unter Rühren zu Hexan (3000 ml) gegeben. Der entstandene weiße Niederschlag wird abfiltriert, mit Hexan gewaschen und im

b5 Vakuum getrocknet. Ausbeute: 138 g (100,5%) von dem rohen Amid.

Dieses wird durch Säulenchromatographie auf Kieselsäuregel wie folgt gereinigt. Das rohe Produkt (55 g),

030207/288

gelöst in Chloroform (100 ml), wird durch eine Kieselsäuregelsäule (Teilchengröße von 0,210 bis 0,062 mm, 85 mm χ 350 mm) gegeben, und die Säule wird mit Chloroform eluiert. Das Eluat wird bis zur Trockne eingedampft, um das reine Produkt (40 g) zu erhalten.

C. Dehydratisierung von 6-Triphenylmethylamino-2,2-dimethyl-3-(carbamoyl)-penam

Das 3-Carbamoylderivat aus der vorstehenden Verfahrensstufe B (10,4 g, 0,0227 Mol) wird in Pyridin (45 ml) gelöst, und Methansulfonylchlorid (2,7 ml) wird innerhalb von 5 Minuten tropfenweise zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird für 2 Tage gerührt und dann im Vakuum bis zur Trockne konzentriert Der Rückstand wird in Chloroform (200 ml) aufgenommen, und die Lösung wird mit einer gesättigten wäßrigen Kupfersulfatlösung (2 χ 250 ml) gewaschen. Sie wird getrocknet (Na2SÜ4) und bis zur Trockne eingedampft. Der ölige Rückstand wird durch Lösen in Chloroform (200 ml) und Waschen der Lösung mit einer gesättigten wäßrigen Kupfersulfatlösurig (2 χ 250 ml) gereinigt. Die Lösung wird getrocknet (Na2SO4) und bis zur Trockne eingedampft. Der ölige Rückstand wird durch Lösen in Chloroform und Chromatographieren über eine Kieselsäuregelsäure (Teilchengröße von 0,210 bis 0,062 mm, 50 mm χ 450 mm) unter Benutzung von Chloroform als Etuiermittel gereinigt. Durch Eindampfen des Eluats wird als Produkt 6-Triphenylmethylamino-2.2-dimethyl-3-cyanopenam erhalten.

Durch Verreiben des Produkts mit Benzol wird das Benzolsolvat erhalten; F. 103—112°C.

Das NMR-Spektrum (in DMSO-D₆) zeigt Absorptionsbander, bei 1,49 + 1,57 (s, 3 H jeweils, C-2 Methyle),3,15(d,J = ca. 11 H„ 1 H, NH) 4,20-2,72 (m, 2 H, H₅ + H₆), 4,55 (s, 1 H, H₃) und 7,10-7,80 (m, 15 H, aromatische Protonen) ppm.

Beispiel 2
6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenamtosylat

Ein Gemisch von 6-Triphenylmethylamino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam (2,2 g, 5 mMol), p-Toluolsulfonsäuremonohydrat (681 mg, 5 mMol) und wasserfreiem Aceton (20 ml) wird bei Raumtemperatur für eine Stunde gerührt. Ein dicker weißer Niederschlag wird nach halbstündigem Rühren gebildet, und wasserfreies Aceton (20 ml) wird zur Erleichterung des Rührens zugegeben. Die feste Substanz wird abfiltriert, zunächst mit Aceton und dann mit Äther gewaschen und dann luftgetrocknet. F. 171-172°C.

Das NMR-Spektrum (in DMSO-D₆) zeigt Absorptionsbanden bei 1,52 + 1,65 (s, 3 H jeweils, C-2 Mcthyle). 2,30 (s, 3 H, Tosyl-CHj), 5, 10 + 5,54 (d, 1 H jeweils, Y = 5,0 H_z), Ii, + H₆), 5,47 (s, 1 H, Hj), 7,15 + 7,47 (2d, I = 8,0 H₇, 4 H Tosyl-aromatische Protonen) und 8,03 (s, 3 H, NH₃) ppm.

Bei Wiederholung des vorstehenden Verfahrens, aber unter Verwendung der folgenden Säuren anstelle von p-Toluolsulfonsäuremonohydrat wird 6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam · HA erhalten, worin HA den folgenden benutzten Säuren entspricht:

Benzolsulfonsäure,

Methansulfonsäure.

Chlorwasserstoff,

Bromwasserstoff,

Essigsäure,

Trifluoressigsäure,

Chloressigsäure.

Beispiel 3

e-Amino^-dimethylO-cyanopenamhydrochlorid

(aus 6-(2-PhenyIacetamido)-22-dimethyl-

3-cyanopenam, Penicillin G-Nitril)

Zu einer Suspension von Phosphorpentachlorid (520 mg, 2,5 mMol), Chinolin (645 mg, 5 mMol) und Chloroform (8 ml) bei -5°C wird 6-(2-Phenylacetamido)-2,2-dimethyl-3-cyanopenam (730 mg, 2 mMol)

ίο gegeben. Das Gemisch wird bei -5°C für eine Stunde gerührt und dann mit n-Propanol (1,12 g) behandelt Das Rühren wird für eine halbe Stunde bei -5° C fortgesetzt, und dann wird das Gemisch aus dem Kühlbad entfernt und auf Raumtemperatur erwärmt Es wird dann mit einer Lösung von Aceton-Isopropyläther (15 ml von 25—75 Lösung) verdünnt und der entstandene Niederschlag wird durch Filtrieren isoliert und mit Aceton-Isopropyläther (30 ml von 25—75 Lösung) gewaschen. Er wird dann mit Chloroform (25 ml) verrie-

>o ben und auf einer porösen Platte getrocknet. Das Produkt ist eine grauweiße wachsartige feste Masse (783 mg, 77%) [(Schmelzbereich 140-200⁰C unter langsamer Zersetzung)].
Das NMR-Spektrum (in DMSO-D₆) zeigt Absorp-

,, tionsbanden bei 1,58 + 1,68 (s, 3 H jeweils C-2 Melhyle), 5,10 + 5,60 (d, I = 4,0 H„ 2 H, H₅ + H₆), 5,50 (s, 1 H, H₃) und ca. 7,30 (breites s, 3 H, NH₃) ppm.

Beispiel 4

6-Amino-2,2-dimelhyl-3-cyanopcnamhydrochlorid
(aus Penicillin G-Amid)

Penicillin G-Amidtrihydrat (20 g, 0,0516 Mol) wird in Chloroform (300 ml) gelöst, und die Lösung wird mit

j5 wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Die Lösung wird dann im Vakuum bis zur Trockne eingedampft, und der Rückstand wird azeotrop getrocknet durch Zugabe und Destillation von Benzol (30 ml). Das azeotrope Trocknen wird wiederholt Der trockne Rückstand wird in Chloroform (300 ml) gelöst, und Chinolin (33,32 g, 0,258 Mol) wird zugegeben. Das Gemisch wird auf —5°C abgekühlt, und eine Suspension von PCI₅ (24,13 g, 0,116MoI, 2,25 Äquivalente) in Chloroform (75 ml) wird in Anteilen innerhalb von 20 Minuten zugegeben. Die erhaltene Suspension wird bei -5°C für eine Stunde und dann bei +5⁰C für eine Stunde gerührt. Die Suspension wird dann auf Raumtemperatur erwärmt und für weitere 45 Minuten gerührt. Das Reaktionsgemisch wird auf -3°C abgekühlt, und

5« n-Propanol (37,22 ml) wird zugegeben. Die Temperatur erhöht sich auf etwa 4°C. Das Kühlbad wird entfernt, wonach sich das Gemisch auf 13°C erwärmt Gesättigtes wäßriges Natriumchlorid (3 ml) wird zugegeben, und das Gemisch wird abgekühlt und stark gerührt. Die entstandene weiße feste Substanz wird abtiltriert, mit Methylenchlorid gewaschen und luftgetrocknet (4,72 g, 37,5%).

Das NMR-Spektrum (in DMSO-D₆) zeigt Absorptionsbanden dieser Verbindung, die identisch sind mit

bo denen des Beispiels 3.

Beispiel 5

ö-Amino^^-dimelhyl-S-cyanopenamhydrochlorid
(aus Penicillin G-Amid)

PhosphorpenUichlorid (45,7 g, 0,22 Mol) wird innerhalb von 3 Minuten zu einem Gemisch von Chinolin (64,5 g, 0,5 Mol) in trockenem Chloroform (500 ml), das

auf 10° C abgekühlt worden ist, gegeben. Das erhaltene Gemisch wird auf — 10⁰C abgekühlt, und dann wird PeniciHin-G-Amid (33,4 g, 0.1 Mol) innerhalb von 10 Minuten zugegeben, während die Temperatur bei —5 bis — 10⁰C gehalten wird. Das Gemisch wird für eine Stunde gerührt und dann auf — 50⁰C (Trockeneis-Aceton) abgekühlt. Trockenes 1-Propanol (66 g, 1,1 Mol) wird dann tropfenweise zu dem Gemisch innerhalb von 10 Minuten gegeben, während die Temperatur unter —40⁰C gehalten wird. Das Kühlbad wird entfernt, und die Temperatur steigt dann auf — 30⁰C. Nach 30 Minuten bei —30⁰C wird das Gemisch auf — 5°C erwärmt. Gesättigte wäßrige Natriumchloridlösung (10 ml) wird zugegeben, und die Temperatur wird auf +5"C gebracht und dort für 30 Minuten gehalten.

Das Produkt kristallisiert aus und wird durch Abfiltrieren isoliert, mit Chloroform gewaschen und im Vakuum getrocknet Ausbeute = 16,2 g (70%), F. = 200°C (unter Zers.^

Das NMR-Spektrum (in DMSO-D₆) zeigt Absorptionsbanden dieser Verbindung, die identisch sind mit denen des Beispiels 3.

Beispiel 6

6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenamhydrochlorid

Eine Lösung von wasserfreiem Penicillin G-Amid (33,3 g, 0,10MoI) in trockenem äthanolfreiem Chloroform (343 ml) von — 5°C wird unter Kühlen und Rühren jo zu einer kalten ( — 5° C) Aufschlämmung von Phosphorpentachlorid (48,2 g, 0.232 Mol) in Chloroform (170 ml), die Chinolin (6839 g. 0,535 Mol) enthält, innerhalb von 15 Minuten gegeben. Das rötlichorange Gemisch wird für 45 Minuten bei — 1°C gerührt. Es wird dann auf -30 bis — 35°C abgekühlt, und absoluter Äthylalkohol (85,5 ml) wird zugegeben. Die Temperatur wird bei — 30 bis — 35°C gehalten, während der Alkohol schnell, in etwa 3 Minuten, zugegeben wird. Das Kühlbad wird entfernt, und das Reaktion: gemisch erwärmt sich dann auf etwa —5° C. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Natriumchloridlösung (8,55 ml) schnell unter Rühren zugegeben. Das Gemisch wi-d fortwährend gerührt, während sich seine Temperatur erhöht. Der entstandene weiße Niederschlag wird abfiltriert, mit Chloroform und dann mit Äther gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute von der rohen in der Überschrift dieses Beispiels angegebenen Verbindung beträgt 18,39 g. Die Hauptverunreinigung ist Natriumchlorid.

Aufgrund der quantitativen Analyse des rohen Produkts sind 18,4 Gew.-% Natriumchlorid in dem rohen Produkt vorhanden. Die Ausbeute von dem in der Überschrift angegebenen Produkt beträgt unter Berücksichtigung des Kochsalzgehalts dann 64,2%. Es kann als solches für die nachfolgenden Umsetzungen verwendet oder gewünschtenfalls gereinigt werden.

Das Reinigen wird durch Umwandeln des Hydrochloridsalzes in die freie Base, wie in dem Beispiel 8 beschrieben wird, erreicht.

Das NMR-Spektrum (in DMSO-D₆) zeigt Absorp- eo tionsbanden dieser Verbindung, die identisch sind mit denen des Beispiels 3.

Beispiel 7
6-Triphenylmethylamino-2^-dimethyl-3-cyanopenam

Triethylamin (44,5 g, 0,44 Mol) wird zu einer Aufschlämmung von 6-Amino-2^-dimethyl-3-cyanopenamhydrochlorid (46,6 g. 0,2 Mol) in Methylenchlorid (1500 ml) bei Raumtemperatur gegeben, und das erhaltene Gemisch wird für 20 Minuten gerührt. Tnphenylmelhylchlorid (663 g, 0,24 Mol) wird in einer Portion zu dem Gemisch gegeben, das bei Raumtemperatur für 3,5 Stunden gerührt wird. Die Methylenchloridschicht wird abgetrennt und mit Wasser gewaschen (5 χ 100 ml). Sie wird dann getrocknet (Na₂SO₄) und im Vakuum zu einem orangeroten viskosen öl konzentriert Methanol (50 ml) wird zugegeben, und das Gemisch wird für eine halbe Stunde gerührt, wobei eine gelbweiße feste Substanz entsteht Die feste Substanz wird abfiltriert, in frischem Methanol suspendiert, und die Suspension wird für eine halbe Stunde gerührt Die feste Substanz wird durch Filtrieren isoliert und in einem Vakuumofen bei Raumtemperatur getrocknet Ausbeute von dem rohen Produkt = 47 g. F. 116— 119° C.

Das rohe Produkt wird wie folgt gereinigt: Das rohe Nitril (53 g) wird in fsopropanol (424 ml) gelöst und bei Raumtemperatur stehengelassen. Die abgeschiedene kristalline feste Substanz wird abfiltriert und in einem Vakuumofen bei Raumtemperatur getrocknet (18 g). Weitere feste Substanz scheidet sich aus dem Filtrat nach dem Stehen ab, und diese wird durch Erwärmen des Filtrats wieder aufgelöst. Das heiße FiWrat wird filtriert, um eine kleine Menge unlöslicher Substanzen abzutrennen, und dann stehengelassen, wobei eine zweite Ausbeute von Kristallen erhalten wird. Diese werden abfiltriert und getrocknet wie die erste Ausbeute (9,13 g). Gesamtausbeute = 27,13 g. F. 160-163° C.

Das NMR-Spektrum (in CDCI3) zeigt Absorptionsbanden bei 1,40 + 1,57 (s, 3 H jeweils, C-2 Methyle), 3,15 (d, J = ca. 11,0 H₂, 1 H, NH), 4,20-4,72 (m, 2 H, H₅ + H₆), 4,55 (s, 1 H, H₃) und 7,10-7,82 (m, 15 H aromatische) ppm.

Beispiel 8
6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam

Triethylamin (666 mg, 6,6 mMol) wird zu einer Suspension von 6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenamhydrochlorid (1,3 g, 6,OmMoI) in Methylenchlorid (100 ml) gegeben, und das Gemisch wird bei Raumtemperatur für 20 Minuten gerührt.

Das trübe Gemisch wird dann im Vakuum bis zu einer festen Substanz konzentriert. Äther (100 ml) wird zu dem festen Rückstand gegeben, dann wird stark gerührt und zur Entfernung von Triäthylaminhydrochlorid filtriert. Der Filterkuchen wird mit Äther (25 ml) gewaschen, und die vereinigten Ätherlösungen werden im Vakuum bis zu einer weißen festen Substanz konzentriert. Die feste Substanz wird in Hexan (50 ml) aufgcschlämmt, die Aufschlämmung wird filtriert, und der Rückstand wird luftgetrocknet. Ausbeute = 750 mg (64%); F. 80-84⁰C.

Das NMR-Spektrum (in CDCI₃) zeigt Absorptionsbanden bei 1,60 + 1,75 (s, 3 H jeweils, C-2 Methyle), 1,89 (s, 2 H, NH₂), 4,62 (s, 1 H. H₃), 4,60 und 5,48 (d, J = 4,0 Η,, 2 H, H₅ + H₆) ppm.

Beispiel 9

6-(Di-[2-methylpheny!]-phenylmethylamino)-2,2-dimethyl-3-cyanopenam

Triethylamin (444 mg, 4,4 mMol) wird zu einer Suspension von 6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam

(468 mg, 2 mMol) in Methylenchlorid (20 ml) gegeben, und das erhaltene Gemisch wird auf —10° C abgekühlt. Eine Lösung von aA-Di(2-methylph°nyl)benzylchlorid (614 mg,2 mMol) in Methylenchlorid (12 ml) wird innerhalb von 10 Minuten zugegeben, und die erhaltene gelbe Lösung wird für eine Stunüe bei —10° C gerührt Das Kühlbad wird entfernt, und das Gemisch wird gerührt, wobei es sich auf Raumtemperatur erwärmt. Es wird für 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und dann unter vermindertem Druck zu einem braunen Schlamm konzentriert Der Schlamm wird auf einer Kieselsäuregelsäule (0,210 bis 0,062 mm. Säule von 380 χ 20 mm) unter Verwendung von Chloroform als Eluiermittel Chromatographien. Fraktionen (15 ml jeweils) werden aufgefangen. Die Fraktionen 13—19 werden vereinigt und im Vakuum bis zur Trockne konzentriert. Es werden 155 mg des Produkts in Form eines Schaums erhalten.

Das NMR-Spektrum (in CDCI₃) zeigt Absorptionsbanden bei 1,55 + 1,68 (s, 3 H jeweils, C-2 Methyle), 2,02 + 2,08 (s, 3 H jeweils AR-CH₃), 3,2 (d. ] = 10 H„ 1 H, NH), 4,58 (s, 1 H, H₃). 4,20-4,80 (m, 2 H, H₅ + H₆) und 7,00—7,88 (m, 13 H aromatische) ppm.

Beispiel 10

6-(Diphenyl-[2-bromphenyl]-methylamino)-2.2-dimethyl-3-cyanopenam

Das Verfahren des Beispiels 9 wird wiederholt, aber unter Verwendung von */t-Diphcnyl-2-brombenzylchlorid alsTrilylierungsmittel anstelle von «,a-Di(2-methylphenyl)-benzylchlorid.

Das erhaltene Produkt ist ein hellgelbes, klebriges Öl. Nach dem Stehen kristallisiert das Öl zu einer weißen festen Substanz, die in Hexan aufgeschlämmt, abfiltriert, mit Hexan gewaschen und !uftgetrocknet wird. Ausbeute - 250 mg (24%); F. 192-195°C.

Das NMR-Spektrum (in CDCl₃) zeigt Absorptionsbanden bei 1,55 + 1.63 (s. 3 H jeweils, C-2 Methyle), 3,57 (breites D, J = ca. 10 H„ 1 H, NH), 4,28-4,66 (m, 3 H, H₃ + H₆) und 7,02-8,06 (m, 14 H, aromatische) ppm.

Beispiel 11

6-(Diphenyl-[2-meihylphenyl]-methylamino)-2,2-dimethyl-3-cyanopenam

Zu einem Gemisch von 6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenamhydrochIorid (9,06 g, 0,039 Mol) in äthanolfreiem Chloroform (100 ml) bei -15°C wird Triäthylamin (11,2 ml, 0,08 Mol) und anschließend Diphenyl-2-methylphenylmethylchlorid (11,4 g, 0,039 Mol) gegeben. Das Gemisch wird für 2 Stunden gerührt und dann nacheinander mit Wasser (2 χ 50 ml), verdünnter wäßriger Säure (HCl) mit einem pH-Wert von 3,0 (2 χ 50 ml) und Kochsalzlösung (1 χ 50 ml) gewaschen. Es wird dann mit Magnesiumsulfat getrocknet, und Kieselsäure (5 g) wird zugegeber«. Es wird sofort filtriert, und das Filtrat wird unter vermindertem Druck zu einem Schaum eingedampft. Der Schaum wird in einem sehr kleinen Volumen Acetonitril aufgenommen. Nach dem Stehen scheiden sich Kristalle ab. Die weißen Kristalle werden durch Filtrieren isoliert, mit Hexan gewaschen und getrocknet. Ausbeute = 10,49 g, F. 169-172° C.

Das NMR-Spektrum (in CDCI₃) zeigt Absorptionsbanden bei 1,57 + 1,67 (2s, 3 H, C-2 Methyle), 2,03 (s, 3 H, AR-CH₃), 3,23 (d, ) = 12 H„ 1 H, NH). 4.60 (m, 3 H, H₃, H₅ + H₆) und 7,44 (m. 14 H, aromatische Protonen) ppm.

Beispiele für die Weiterverarbeitung der

erfindungsgemäßen Verbindungen
^D A. 6-(Diphenyl)-[2-meÜiylphenyl]-methylamino)-2,2-dimethyl-3-(5-tetrazoly!)-penam

Fein zerkleinertes Natriumazid (325 mg, 5 mMoi) wird zu einer Lösung von 6-(Diphenyl-[2-methyl-ο phenyl]-methylamino)-2^-dimelhyl-3-cyanopeuam
(45,4 mg, 1 mMol) in äthanolfreiem Chloroform (5 ml), enthaltend N-Methylpiperidinhydrochlorid (271 mg, 2 mMol) und 5 Tropfen N-Methylpiperidin, gegeben. Das Gemisch wird am Rückfluß für eine Stunde erwärmt, und dann wird ein zweites Äquivalent N-Methylpiperidinhydrochlorid zugegeben. Das Erwärmen am Rückfluß wird für eine weitere Stunde fortgesetzt. Das Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur über Nacht stehengelassen. Chloroform (15 ml) wird zugegeben, und dann wird Wasser (mit einem pH-Wert von 2,5) (15 ml) zugesetzt Das Gemisch wird gerührt, die Wasserphase wird abgetrennt, und das Waschen mit Wasser wird viermal wiederholL Die Chloroformphase wird getrocknet (MgSCu) und unter vermindertem Druck zu einem Schaum eingedampft Ausbeute = 25%, 124 mg.

Das NMR-Spektrum (in CDCI₃) zeigt Absorptionsbanden bei 1,0 + 1,60 (2s, 3 H jeweils, C-2 Methyle), 1,97 (s, 3 H, AR-CH₃), 3,04 (<L J = 11 H„ 1 H, NH),

J₀ 4,40 + 4,6/ (m, 2 H, H_s + H₆), 5,17 (s, 1 H, H₃) und 7.16 (m, 14 H, aromatische Protonen) ppm.

B. ö-Triphenylmethylamino^^-dimethyl-3-(5-tetrazolyl)-penam

Ein Gemisch von 6-Triphenylmethylamino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam (5,58 g, 12,7 mMol), N-Methylpiperidinhydrochlorid (1,72 g, 12,7 mMol), Natriumazid (826 mg, 12,7 mMol) und Dioxan(150ml) wird am Rückfluß für 15 Stunden erwärmt Das braune Reaktionsgemisch wird unter vermindertem Druck bis zu einem dunkelbraunen Schlamm konzentriert Der Schlamm wird auf einer Kieselsäuregelsäule (0,210 bis 0,062 mm, Größe der Säule: 38,1 χ 44,45 cm) unter Verwendung von Chloroform- 10%-Methanol als Eluiermittel chromatographiert. Fraktionen (60 ml jeweils) werden aufgefangen. Das in der Überschrift angegebene Produkt ist in die Fraktionen 12—50 eluiert worden und wird aus diesen durch Konzentrieren unter vermindertem Druck bis zu einem klebrigen orangebraunen öl ge-

wonnen. (Das Öl wird in Chloroform verrieben, und die erhaltenen weißen Kristalle werden abfiltriert und mit Chloroform gewaschen [830 mg, 13,6%})

Das Produkt wird weiter durch Lösung in einem sehr kleinen Volumen von warmem Aceton und nachfolgende Zugabe von 1,5 Volumen Hexan und Abkühlen gereinigt. Das weiße kristalline Produkt wird abfiltriert, mit Hexan gewaschen und im Vakuum bei 56° C für 4 Stunden getrocknet. [780 mg rohes Produkt ergeben 513 mg gereinigtes Produkt; F. 118° C (unter Zers.).]

«,ο Die NMR-Analyse und die quantitative Analyse zeigen, daß das erhaltene Produkt ein Hemihydrat ist, offensichtlich aufgrund von in den Reaktionsmittcln 'ind Lösungsmitteln enthaltenem Wasser.

Das NMR-Spektrum (in DMSO-D₆) zeigt Absorp-

_b5 tionsbanden bei 0,92 + 1,60 (2s, 3 H jeweils, C-2 Methyle), 3,55 (d, J = ca. 11 H₇, 1 H, NH), 4,48 + 4,68 (m, 2 H, H₅ + H₆), 5,32 (s, 1 H, H₃), 6,15 (s, 1 H, Tetrazol-NH), 7.10—7,80 (m, 15 H, aromatische) ppm.

C. ö-Triphenylmethylamino^^-dimethyl-3-(5-letrazolyl)-penam

Ein Gemisch von 6-Triphenylmethylamino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam-benzolsolvat (258 mg, 0,5 mMol), ·> Natriumazid (33 mg, 0,5 mMol), Triäthylaminhydrochlorid (69 mg, 0,5 mMol) und Chloroform (10 ml) wird 3 Stunden gerührt und am Rückfluß erwärmt. Natriumazid (0,5 mMol) wird dann zu dem Gemisch gegeben, und das Erwärmen am Rückfluß wird über Nacht fortgesetzt. Jeweils 1 Äquivalent von Natriumazid und Triäthylaminhydrochlorid werden zu dem Gemisch gegeben, das für 2 weitere Stunden am Rückfluß erwärmt wird. Diese Zugaben werden noch zweimal wiederholt, und dann wird das Gemisch erneut über Nacht am Rückfluß erwärmt. Das Gemisch wird auf Raumtemperatur abgekühlt, und es werden Chloroform (10 ml) und Wasser (10 ml) zugegeben. Der pH-Wert wird mit 6-normaler Salzsäure auf 2,0 eingestellt, das Gemisch wird gründlich gerührt, und die Schichten werden getrennt. Die Chloroformphase wird mit Wasser (10 ml) gewaschen, und dann wird ein Impfkristall von dem Produkt des Beispiels A eingetragen. Die Kristallisation findet in 5 Minuten statt. Die Aufschlämmung wird für 10 Minuten gerührt und dann langsam zu einem 2^r> gleichen Volumen Hexan gegeben. Die erhaltene Aufschlämmung wird für 15 Minuten gerührt und dann filtriert. Der Filterkuchen wird mit Hexan gewaschen und dann luftgetrocknet. Ausbeute = 124 mg, 51,5%.

Das NMR-Spektrum (in DMSO-D₆) zeigt Absorp- jo tionsbanden von dieser Verbindung, die identisch sind mit denen des Beispiels A.

D. 6-Triphenylmethylamino-2,2-dimethyl-

3-(5-tetrazolyl)-penam _r>

Ein Gemisch von trockenem N-Methylpiperidinhydrochlorid (8.14 g, 0,06 MoI), wasserfreiem und äthanolfreiem Chloroform (180 ml). 6-TriphenyImethyI-amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam (13,2 g, 0,03 Mol), fein gepulvertem Natriumazid (3,9 g, 0,06 Mol) und N-Methylpiperidin (8,9 g. 0,09 MoI) wird auf 53°C (Innentemperatur) für 80 Minuten erwärmt. Es wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt und mit äthanolfreiem Chloroform (750 ml) und Wasser (800 ml) verdünnt. Es wird gründlich geschüttelt, die Chloroformphase wird abgetrennt und nacheinander mit 1,5-normaler HCI (1 χ 1000 ml) und Wasser (1 χ 800 ml) gewaschen. Die Chloroformlösung wird durch wasserfreies Natriumsulfat filtriert und dann unter reduziertem Druck bis zu einem Volumen von etwa 300 ml konzentriert. Weiße Kristalle scheiden sich ab. Das Konzentrat wird mit Hexan (350 ml) verdünnt und nach 15 Minuten filtriert. Das kristalline Produkt wird mit Hexan gewaschen und in Luft für 15 Minuten und dann im Vakuum bei 56° C für eine Stunde getrocknet. Ausbeute = 7,66 g (52,9%).

Das NMR-Spektrum (in DMSO-D₆) zeigt Absorptionsbanden von dieser Verbindung, die identisch mit denen des Beispiels A sind.

E. 6-Triphenylmethylamino-2^-dimethyl-3-(5-tetrazolyl)-penam

Ein Gemisch von 6-Triphenylmethylamino-2^-dimethyl-3-cyanopenam (439 g, 0,01 Mol), wasserfreiem, äthanolfreiem Chloroform (20 ml), gepulvertem Natriumazid (650 mg, 0,01 Mol) und trockenem N-Methylpiperidin (2^8 g, 0,03 Mol) wird auf 58—6O⁰C (Innentemperatur) erwärmt. Zu dem Gemisch werden unter

60 Rühren 5 ml einer Lösung von trockenem N-Methyl piperidinhydrochlorid (1,5 g, 0,011MoI) in äthanol freiem Chloroform (20 ml) alle 15 Minuten innerhall einer Stunde gegeben. Das Gemisch wird gerührt unc für 1,5 Stunden bei 58—60°C nach den Zugaben vot N-Melhylpiperidin erwärmt und dann mit fein gepul vertem Natriumazid (650 mg) und N-Methylpiperidin hydrochlorid (1,5 g, 0,011 Mol) in äthanolfreiem Chloro form (20 ml) versetzt. Das Reaktionsgemisch wird fü eine weitere Stunde erwärmt und dann auf Raumtem peratur abgekühlt und mit Wasser (150 ml) und äthanol freiem Chloroform (250 ml) verdünnt. Das Gemiscf wird gründlich geschüttelt, und die Chloroformphase wird dann abgetrennt und nacheinander mit 1-normalei HCl (1 χ 250 ml) und Wasser (1 χ 150 ml) gewaschen

Die Chloroformlösung wird durch wasserfreie; Natriumsulfat filtriert und dann im Vakuum bis zu einerr Volumen von etwa 100 ml konzentriert, worauf sich einige Kristalle abscheiden. Das Konzentrat wird mi¹ Hexan (150 ml) verdünnt und nach 20 Minuten filtriert Das kristalline Produkt wird mit 50 ml einer 1 : 1 Chloroform-Hexan-Lösung gewaschen. Es wird dann ir einem Vakuumofen bei 40°C für eine Stunde luftgetrocknet. Ausbeute = 2.93 g von weißen Kristaller (60,7%), F. 133-137°C (unter Zers.).

Das NMR-Spektrum (in DMSO-D₆) zeigt Absorptionsbanden von dieser Verbindung, die mit denen des Beispiels A identisch sind.

F. ö-Triphenylmethylamino^^-dimethyl-3-(5-tetrazolyl)-penam

Ein Gemisch von ö-Triphenylmethylamino^^-dimethyl-3-cyanopenam (10 g. 0.0193 MoI). Natriumazid (7,41g, 0,114 Mol). N-Methylpiperidinhydrochlorid (3,39 g, 0,025 Mol) und Chloroform (100 ml) wird fü: 4 Stunden in einem mit Rührer. Kühler und Trockenrohr ausgestatteten Rundbodenkolben erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird dann abgekühlt, und Wasser (300 ml) und Chloroform (100 ml) werden zugegeben. Das Gemisch wird gründlich durchmischt, die Chloroformschicht wird abgetrennt und nacheinander mit !-normaler Salzsäure (100 ml) und gesättigter Kochsalzlösung (100 ml) gewaschen. Die Chloroformschicht wird dann schnell durch wasserfreies Natriumsulfat filtriert und unter vermindertem Druck bis zu einem Volumen von etwa 75 ml konzentriert. Hexan (20 ml) wird zu dem Konzentrat gegeben, um das Produkt in Form weißer Kristalle auszufällen. Die Kristalle werden durch Filtrieren isoliert, mit 20% Hexan-Methylenchlorid (50 ml) gewaschen und im Vakuum bei Raumtemperatur getrocknet. Ausbeute = 2,7 g (29,6%), F. 133-136° C.

Das NMR-Spektrum (in DMSO-D₆) zeigt Absorptionsbanden von dieser Verbindung, die mit denen des Beispiels 13 identisch sind.

G. 6-Amino-2,2-dimethyl-3-(5-tetrazolyl)-penam

Zu einer Aufschlämmung von trocknem Aceton (5 ml) und 6-Triphenylmethylamino-2,2-dimethyl-3-(5-tetrazolyl)-penam (483 mg, 1,0 mMol) bei Raumtemperatur wird p-ToluolsuIfonsäuremonohydrat (209 mg, 1,1 mMol) zugegeben. Die erhaltene Lösung wird für 10 Minuten gerührt, und dann wird Äther (30 ml) innerhalb von 5 Minuten zugegeben. Das Gemisch wird für 10 Minuten gerührt, wonach das Lösungsmittel von der klebrigen festen Substanz abdekantiert wird. Die feste Substanz wird in Tetrahydrofuran (30 ml) gelöst und in eine Säule (300 χ 6 mm) eingetragen, die mit 10 g synthetischem Magnesiumsilikat gefüllt ist Die Säule wird

mit Tetrahydrofuran gewaschen, bis insgesamt 125 ml aufgefangen werden. Das Eluat wird bis zur Trockne unter vermindertem Druck bei 40⁰C konzentriert und ergibt 210 mg einer festen Substanz. Die feste Substanz wird in Äther (30 ml) aufgeschlämmt, filtriert, mit Äther gewaschen und luftgetrocknet. Ausbeute= 121 mg (50%).

Das NMR-Spektrum (in DMSO-D_b) zeigt Absorptionsbanden bei 1.08+ 1,59 (2s, 3H jeweils, C-2 Methyle), 4,60 + 5,52 (2d, J = 4, OH,, 2H, H₅+ H₆), 5,10 (s, IH, H₃) und 5,88 (s,3H, NH₃) ppm.

H. 6-(D-2-Amino-2-phenylacetamido)-2,2-dimethyl-3-(5-tetrazolyl)-penam

Eine Suspension von 6-Amino-2,2-dimethyl-3-(5-tetrazolyl)-penam (200 mg) in Wasser (5 ml) wird gerührt und in einem Eisbad auf 0—5°C abgekühlt. Der pH-Wert wird dann mit verdünnter Natriumhydroxidlösung auf 7,0 eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird D-2-Amino-2-phenylacetylchloridhydrochlorid (274 mg, H a r d c a s 11 e u. a., Journal of Organic Chemistry, 31, 897 [1966]) portionsweise innerhalb von 15 Minuten bei 0—5°C zugegeben, wobei der pH-Wert durch Zugabe verdünnter Natriumhydroxidlösung zwischen 6 und 7 gehalten wird. Nach Beendigung der Zugabe wird das Reaktionsgemisch noch weitere 15 Minuten gerührt und dann filtriert. Der pH-Wert der Mutterlauge wird auf 4,4 mit verdünnter Salzsäure eingestellt, und dann wird die Lösung über Nacht in einem Kühlschrank aufbewahrt. Die Lösung wird dann filtriert, und die Mutterlauge wird in eine Säule aus 25 g eines unter der Handelsbezeichnung Sephadex-LH-20 erhältlichen quervernetzten Dextrangels, das in Wasser zubereitet worden ist, gegeben. Die Säule wird mit Wasser eluiert, es werden Fraktionen aufgefangen, und die Zusammensetzung der Fraktionen wird mittels Dünnschichtchromatographie untersucht. Die das reine Produkt enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und unter Hochvakuum bis zu einem Volumen von etwa 1 ml eingedampft. Nach kurzem Stehen der Lösung kristallisiert das Produkt aus. Es wird abfiltriert, kurz mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute beträgt 55 mg von reinem 6-(D-2-Amino-2-phenylacetamido)-2,2-dimethyl-3-(5-tetrazolyl)-penam, F. 192 bis 196°C. Das Infrarotspektrum (KBr-Scheibe) zeigt Absorptionen bei 1770 cm-¹ (fJ-Lactamcarbonyl), 1680cm-¹ (Amid-I-Bande) und 1520cm-' (Amid-Il-Bande).

Die MIC (mg/ml) gegenüber Streptococcus pyogenes

ist 0,i.

Beispiel 12
6-Triphenylmethylamino-2^-dimethyI-3-cyanopenam

Ein Gemisch von 6-TriphenyImethylamino-2,2-dimethyl-3-carbamoylpenam (11,01 g, 0,024 Mol), trockenem Pyridin (4,9 g, 0,062 Mol) und trockenem Chloroform (250 ml) wird für 5 Minuten gerührt, und die erhaltene Lösung wird auf 0°C in einem feuchten Eis/Aceton-Bad abgekühlt. Phosgen (8,8 ml von 3,41-molarer Lösung in Chloroform) wird mittels einer Einspritzvorrichtung eingetragen. Das Reaktionsgemisch wird bei 5°C für 10 Minuten gerührt und wird dann von dem Kühlbad entfernt und erwärmt sich auf Raumtemperatur. Es wird für 30 Minuten gerührt und dann nacheinander mit Wasser (300 ml), 1-normaler Salzsäure (300 ml) und Wasser (300 ml) gewaschen. Die Chloroformlösung wird getrocknet (MgSO₄), mit Aktivkohle behandelt und durch Diatomeenerde filtriert. Das Filtrat wird unter reduziertem Druck konzentriert, und der Rückstand wird in Methylenchlorid (450 ml) aufgenommen. Die Methylenchloridlösung wird nacheinander mit 1-normaler Salzsäure (150 ml) und Wasser (300 ml) gewaschen und dann unter Anwendung von wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Die trockne Lösung wird dann filtriert und

in unter vermindertem Druck konzentriert und ergibt das Produkt als goldfarbenen Schaum (7,1 g, 67,3%). Das Produkt wird wie in dem Beispiel 7 gereinigt.

Ij Beispiel 13

6-Triphenylmethylamino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam

Ein Gemisch von 6-Triphenylmethylamino-2,2-dimethyl-3-carbamoylpenam (11,01 g, 0,024 Mol), trocknein Pyridin (5,6 ml, 0,072 Mol) und trocknem Chloroform (40 ml) wird für 5 Minuten gerührt, und die erhaltene Lösung wird auf 0⁰C in einem feuchten Eis/Aceton-Bad abgekühlt. Phosphorpentachlorid (8 g) wird zugegeben, und das Reaktionsgemisch wird bei 0—5°C für 10 Minuten gerührt, wonach das Kühlbad entfernt wird und sich das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur erwärmt. Es wird für 90 Minuten gerührt und dann wird Phosphorpentachlorid (2 g) zugegeben und das Rühren wird für weitere 90 Minuten fortgesetzt. Das

jo Reaktionsgemisch wird in Wasser (320 ml) eingetragen, und das Gemisch wird nacheinander mit 1-normaler Salzsäure (320 ml) und Wasser (320 ml) gewaschen. Die Chloroformlösung wird getrocknet (MgSOi) mit Aktivkohle behandelt und durch Diatomeenerde filtriert. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck konzentriert, und der Rückstand wird in Methylenchlorid (250 ml) aufgenommen. Die Methylenchloridlösung wird nacheinander mit !-normaler Salzsäure (150 ml) und Wasser (250 ml) gewaschen und dann getrocknet. Die getrocknete Lösung wird dann filtriert und unter vermindertem Druck konzentriert und ergibt das Produkt als goldfarbenen Schaum (6,33 g, 60%). Das Produkt wird nach der Verfahrensweise des Beispiels 7 gereinigt.

Beispiel 14 6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam

Eine Lösung von 3 ml Chloroform und 2 ml Pyridin

w wird bei -20°C unter Stickstoff gerührt, während 5 ml Phosgenierung in Tetrahydrofuran zugegeben werden. Die erhaltene hellgelbe Suspension wird für 5 Minuten gerührt, dann werden 300 mg 6-Amino-2,2-dimethyl-3-carbamoylpenam-p-toluolsulfonat zugegeben und das Reaktionsgemisch wird bei -20⁰C für 15 Minuten gerührt, das sich dann auf +5⁰C erwärmen kann. Die hellbraune Suspension wird über Nacht im Kühlschrank bei +5"C aufbewahrt. Das Reaktionsgemisch wird mit Chloroform und Wasser verdünnt, und 20 ml wäßriger gesättigter CuSO4-Lösung werden zugegeben. Das Gemisch wird geschüttelt, getrennt, und die Chloroformschicht wird über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und im Vakuum zu einem Öl konzentriert. Das öl wird in einer geringen Menge Chloroform gelöst und der Dünnschichtchromatographie unter Verwendung einer zuvor mit Kieselsäuregel beschichteten Platte (250 μπι) unterworfen. Als Laufmittel wird Äthylacetat verwendet, und der Streifen auf der Platte, der dem Produkt

27 28

entspricht (UV 254 m μπι), wird von der Platte abge- Ausbeute). Die gesamten 5 mg werden in Chloroform schabt. Das Kieselsäuregel wird in Äthylacetat aufge- gelöst, und es wird das IR-Spektrum der Chloroformschlämmt, und dann wird das Kieselsäuregel abfiltriert lösung ermittelt. Dieses ist mit dem IR-Spektrum einer und das Filtrat im Vakuum bis zur Trockne konzentriert, authentischen Probe der in der Überschrift angewobei ein Rückstand von 5 mg erhalten wird (3,27%ige ί gebenen Verbindung identisch.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   I. 3-Cyanopenamverbindungen der allgemeinen Formel

   allgemeinen Formel

   H H

   R-NH

   O=!

   15

   worin R ein Wasserstoffatom, eine Gruppe der allgemeinen Formel

   in der Ri, R2 und Rj jeweils ein Wasserstoff-, Chlor-, Brom- oder Fluoratom, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe bedeutet, oder eine 2,2,2-Trihalogenäthoxycarbonylgruppe ist, und Säureadditionssalze dieser Verbindungen, wenn R ein Wasserstoffatom ist.
2. 2. ö-Triphenylmethylamino^^-dimcthyl-S-cyanopcnam.
3. 3. 6-Amino-2,2-dimethyl-3-cyanopenam und die p-Toluolsulfonsäure-, Benzolsulfonsäuren Methansulfonsäure-, Hydrochlorid-, Hydrobromid-, Acetat-, Trifluoracetat- und Chloracetaisalze davon.
4. 4. 6-[Di(2-methylphenyl)-phenylmethylamino]-2.2-dimethyl-3-cyanopenam.
5. 5. 6-(Diphenyl-[2-bromphenyl]-methylainino-2,2-dimethyl-3-cyanopeiiam.
6. b. 6-(Diphcnyl-[2-mcthylphenyl]-iricthylamino)-2,2-dimethyl-3-cyanopenam.
7. 7. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man entweder

   a) in an sich bekannter Weise eine Verbindung der allgemeinen Formel

   H H S / CIIIICH, H-C
   I -C
   I — -CIIIICONH,
   H I
   O = C I
   — N

   J")

   b^r)

   in der Ri, Rj und Rj jeweils ein Wasserstoff-, Chlor-, Brom-, oder Fluoratom, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe bedeutet, oder eine 2,2,2-Trihalogenäthoxycarbonylgruppe darstellt, mit einem Dehydratisierungsmittel behandelt oder

   b) in an sich bekannter Weise eine Verbindung der allgemeinen Formel

   H H
   R' —NH-C—C

   CH,

   CIIIICH₃

   worin R ein Wasserstoffalom, eine Gruppe der

   O = C-N CIIIICN

   worin R' eine Phenylacetyl- oder Phenoxyacctylgruppe ist, in einem reaklionsinerten Lösungsmittel in Gegenwart eines tertiären Amins bei einer Temperatur unter etwa 25°C mit Phosphorpentachlorid oder Phosgen umsetzt, das entstandene Imidchlorid unterhalb etwa 25°C mit einem Alkohol mit I bis 4 Kohlenstoffatomen behandelt und den gebildeten Iminoälher unter sauren Bedingungen mit Wasser reagieren läßt, oder
   c) eine Verbindung der allgemeinen Formel

   M L¹A /"'

   R' —NH-C —C CIIIICH,

   Il I

   O=C N CIIIICN

   worin R' eine Phenylacetyl- oder Phenoxyacetylgi uppe ist, in einem reaktionsinerten Lösungsmittel in Gegenwart eines tertiären Amins bei einer Temperatur unter etwa 25"C mit wenigstens 2 Moläquivalenten Phosphorpenlachlorid oder Phosgen umsetzt und das erhaltene Imidchlorid wie bei dem Verfahren b) weiierbehandell.
8. 8. Verwendung von Verbindungen der allgemeinen Formel

   H H

   R"—NH-C—C
   O=C-N

   CH.