Способ получения производных цефалоспорина с

Способ получения производных цефалоспорина с

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

иц 423303

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социапистических

Республик (61) Зависимый от патента (51) М. Кл. С 07d 99/24 (22) Заявлено 19.10.70 (21) 1484891123-4 (32) Приоритет 17.12.69 (31) 886030 (33) США

Опубликовано 05.04.74. Бюллетень № 13

Государственный нвинтет

Свветв Мнннстрав СССР ав двам иаобРетеннй и открытий (53) УДК 547.86.07 (088.8) Дата опубликования описания 29.11.74 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Гарольд Бернард Хейз и Геральд Ли Хафф (США) Иностранная фирма

«Зли Лилли энд Компани» (США) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

ПРОИЗВОДНЫХ ЦЕФАЛОСПОРИНА С

10 где R — а-галоид- или а, а-дигалоидалканоильная группа, содержащая 2 — 4 атома углерода, преимущественно хлорацетильная группа, или их солей, заключается в том, что це15 фалоспорин С ацилируют агентом, содержащим а-галоид- или а, а-дигалоидалканоильную группу с 2 — 4 атомами углерода, например хлорацетилхлоридом, с последующим выделением продуктов в свободном виде или

20 в виде соли.

Из солей получают соли щелочных или щелочноземельных металлов, соли аминов, таких, как хинолин, циклогексиламин, 5-этил-2метилпиридин, 2-, 3-, 4-пиколин, N-этилмор25 фолин, N-метилморфолин,. 2,б-лутидин, N,Nдиэтилциклогексила мин, гексаметилентетрамин, N,N-диметилбензила мин, N,N-дибензилэтилендиамин.

Изобретение относится к способу получения новых производных цефалоспорина С, которые могут найти применение в синтезе 7-аминоцефалоспорановой кислоты, являющейся ценным промежуточным продуктом для синтеза антибиотиков.

Известен способ выделения цефалоспорина

С из водного раствора, например, ферментативной жидкости путем перевода его в растворимое в органических растворителях производное. Например, известен способ получения N-тринитрофенилцефалоспорина С путем обработки соответствующего водного раствора, содержащего цефалоспорин С, тринитробензолсульфокислотой с последующей экстракцией органическими растворителями полученного продукта. Однако при превращении этого производного цефалоспорина С известным способом в 7-аминоцефалоспорановую кислоту выход последней составляет 56%.

По предлагаемому способу получают производные цефалоспорина С, растворимые в органических растворителях, из которых можно получить 7-аминоцефалоспорановую кислоту известным способом с выходом 74% и чистотой 93%, что соответствует выходу — 69% чистого продукта.

Предлагаемый способ получения новых производных цефалоспорина С общей формулы

НООС вЂ” НС (0нч)-,ОСНОВ н о V сн,,основ., СООВ

423303

20 гз

Ацилирование цефалоспорина С можно проводить непосредственно в водной ферментативной жидкой питательной среде, которую перед ацилированием следует профильтровать. Кроме того, ее можно предварительно сконцентрировать для ус.р-нения необходимости проведения последующих операций с большими количествами воды. Затем N-галоидалканоилцефалоспорин С экстр агируют из ферментативной жидкой питательной среды растворителем, который не смешивается с водой или ограниченно растворяется в ней, например этилацетатом. Экстрагирование предпочтительнее проводить при кислом значении рН среды. Подходящими органическими растворителями могут быть сложные низшие эфиры, в частности такие, как этилацетат, н-пропилацетат, изопропилацетат и втор-бутилацетат. В некоторых случаях наиболее положительные результаты получают путем смешения сложного эфира с 0,1 — 1,0 объемом низшего алканола, в частности такого, как этиловый или и-бутиловый спирт. В качестве растворителей можно использовать нитрилы, в частности такие, как бутиронитрил и адипонитрил, и кетоны, например циклогексанон и метилизобутил кетон. Лучшими растворителями являются этилацетат, бутиронитрил и циклогексанон.

N-Галоидалканоилцефалоспорин С можно отделить от органического растворителя любым известным способом, например созданием в растворе щелочной среды (с одновременным охлаждением раствора) для получения соли цефалоспорина С, которая при перемешивании осаждается из органического растворителя. После отщепления от выделенного производного боковой цепи получают 7-аминоцефалоспорановую кислоту, что исключает необходимость выделения N-галоидалканоилцефалоспорина С.

В приведенных ниже примерах в ходе проведения экспериментов использовали две методики анализа по определению активности цефалоспорина С вЂ” УФ-анализ, который позволяет определить не только цефалоспорин

С, но и относящиеся к его группе продукты, вступающие в реакцию взаимодействия сацилирующим агентом, а также никотинамидный анализ, являющийся более специфичным для цефалоспорина С, результаты которого используют для определения выхода конечного продукта.

Пример 1. Для эксперимента используют жидкую ферментативную питательную среду, 1 л которой после ее предварительного фильтрования и обработки с использованием ионообменных смол по данным УФ-анализа содержит 89 г цефалоспоринового С-подобного продукта; по данным никотин — амидного анализа содержание цефалоспорина С составляет 75,25 r. К 1 л такой среды приливают

1 л насыщенного водного раствора бикарбоната натрия, который содержит 25 мл 25 /юного водного раствора едкого натра и 500 мл

4 ацетона. По истечении последующих 15 мин в указанную смесь вводят 500 мл раствора

72 мл хлорацетилхлорида в ацетоне, поддерживая рН среды 8,0 — 8,7, причем реакционную массу охлаждают с помощью ледяной бани для поддержания ее температуры в пределах 20 — 28 С. По окончании добавления реакционную смесь перемешивают 15 мин. Общий объем реакционной смеси (А) 3070 мл.

К 1520 мл смеси А добавляют 300 мл бензола и доводят рН реакционной массы до 3,5 добавлением 135 мл 6 н. соляной кислоты.

При этом масса разделяется на фазы, бензольную фазу сливают, а оставшиеся 1220 мл водного раствора разделяют на 2 равные порции — растворы А> и А .

К раствору Ai приливают равный объем этилацетата и рН среды доводят до 2,0 добавлением дополнительного количества 6н. соляной кислоты. Затем фазы отделяют друг от друга и проводят второе экстрагирование равным объемом этилацетата. Далее объединенные этилацетатные экстракты сушат сульфатом натрия. Получают 1200 мл этилацетатного раствора,,который по данным УФ-анализа содержит 11,5 г активного вещества.

К этилацетатному раствору приливают

16,6 мл хинолина и в смесь вносят затравочные кристаллы, Затем указанную смесь перемешивают в течение ночи при комнатной температуре и перед последующим фильтрованием охлаждают. Твердый конечный продукт промывают 25 мл ацетона и высушивают в вакууме, в результате чего получают

18,9 г хинолиновой соли N-хлорацетилцефалоспорина С.

К раствору А приливают 200 мл ацетона и

810 мл этилацетата с последующим доведеним рН среды до 2,0 добавлением 6н. соляной кислоты,,после чего разделяют массу на фазы отстаиванием. Этилацетатный раствор высушивают над сульфатом натрия, в результате чего получают 1080 мл этилацетатного экстракта, который по данным УФ-анализа содержит 12,9 r активного вещества. В указанный раствор вводят 18,6 мл хинолина и в смесь вносят затравочные кристаллы. Затем конечную смесь перемешивают в течение ночи с последующим охлаждением и отфильтровыванием твердых частиц, После промывки полученного твердого продукта ацетоном и высушивания в вакуумной сушилке получают

17,8 г хинолиновой соли N-хлорацетилцефалоспорина С.

В 1520 мл смеси А вводят равный объем этилацетата с последующим доведением рН среды до 2,0 добавлением 235 мл 6н. соляной кислоты, после чего разделяют фазы. Затем проводят повторное экстрагирование приливанием равного объема этилацетата. Общий объем объединенных этилацетатных экстрактов 3000 мл, причем по данным УФ-анализа содержание активного вещества составляет

30,9 г.

423303

Пример 2. К 1 л обработанного ионообменной смолой жидкого ферментатнвцого питательного раствора, который по данным УФанализа содержит 32,5 r активного цефалоспорина С, а 170 данным никотинамидного анализа — 26,15 г этого же вещества, прибавляют 300 мл ацетона «100 1 сухого бикарбоната натрия, причем температуру реакционной смеси поддерживают на уровне 10 С с помощью ледяной бани. Затем рН среды до- 1 водят до 8,5 добавлением в нее 25%-ного водного раствора едкого натра. Далее при непрерывном охлаждении в конечную реакционную смесь в течение 15 мин вводят раствор

45 мл дихлорацетилхлорида в 255 мл ацето- 1 на. При этом рН среды поддерживают в пределах 8,0 — 8,8 добавлением в нее 25%-ного водного раствора едкого патра. По окончании добавления конечную смесь удаляют из ледяной бани и перемешивают при 20 С в тече- 2 ние 20 мин. Затем рН среды доводят до 3,5 приливанием б н. соляной кислоты с последующим введением 1700 мл этилацетата с целью экстрагирования с одновременным доведением рН среды до 1,9 добавлением допол- 2 нительного количества бн. соляной кислоты.

Указанную смесь перемешивают 15 мин и разделяют центрифугированием. По данным

УФ-анализа этилацетатная фаза (1940 мл) содержит 12,8 г активного вещества.

Далее в этилацетатный экстракт вводят

41 мл хинолина в виде двух приблизительно равных порций, а затем в смесь вносят кристаллы. После выдержки в спокойном состоянии в холодильнике в течение двух дней смесь фильтруют. При добавлении рН среды поддерживают в пределах 8,0 — 8,8 приливанием

25%-ного водного раствора едкого натра. По окончании добавления реакционную смесь извлекают из ледяной бани и перемешивают при 20 С в течение 20 мин. Затем рН реакционной среды доводят до 3,5 введением 6 н. соляной кислоты, после чего приливают

1700 мл этилацетата для экстрагирования, а величину рН среды снова понижают и доводят до 1,9 добавлением 6 н. соляной кислоты.

Далее эту смесь перемешивают 15 мин, а затем разделяют центрифугированием. По данным УФ-анализа активность этилацетатной фазы (1940 мл) соответствует содержанию активного вещества 12,8 г. Затем в этилацетатный экстракт вводят 41 мл хинолина в виде двух порций приблизительно разного объема, после чего в конечную массу вносят затравочные кристаллы. После выдержки конечной массы в холодильнике в течение

2 дней ее фильтруют. Далее твердые частицы

Продукта промывают ацетоном и высушивают при 35 С в вакууме, в результате чего получают 20,6 г хинолиновой соли N-дихлорацетилцефалоспорина С.

Прим ер 3. Способ проводят по примеру 2, но вместо дихлорацетилхлорида используют 2-хлорпропионилхлорид. При добавлении температуру повышают до 40 С, причем величину рН, регулирование которой связано с технологичес1;ими трудностями, изменяют в пределах 7,5 — 9.3, В качестве конечного продукта получают хинолиновуlo соль Х-(2-хлор5 пропионил) -цефалоспорин С.

Пример 4. Способ осуществляют по примеру 2, но с использованием 4400 мл жидкой ферментативной питательной среды, степень активности которо" 11о данным УФ-анар лиза соответствует содержанию активного вещества 145 r, и 133 мл хлорацетилхлорида.

Получают 11800 мл этилацетатного экстракта, содержащего 123,4 г Х-хлорацетилцефалоспорина С.

5 Пример 5. 4 л профильтрованной жидкой ферментативной питательной среды (рН которой 4,4), содержащей по данным никотинамидного анализа 5,77 мг цефалоспорина С на каждый 1 мл массы, охлаждают в бане со

О льдом, К охлажденной среде добавляют 20 г декагидрата бората натрия и 1200 мл ацетона. Затем рН реакционной смеси доводят до

8,5 добавлением 25 1-ного водного раствора едкого патра.

Далее в охлажденную смесь постепенно вводят раствор 74 мл хлорацетилхлорида в

600 мл ацетона при непрерывном поддержании рН среды 8,5. По окончании добавления конечную смесь перемешивают в течение поро следующих 30 мин, постоянно поддерживая рН среды 8.5, Затем рН понижают и доводят до 4,5 приливанием 25%-ного водного раствора серной кислоты, после чего добавляют

6800 мл этилацетата и повторно понижают рН среды до 2,0 добавлением дополнительных количеств серной кислоты. В результате последующего персмсшиваиия в течение 15 мин образуется эмульсия; фазы пе разделены между собоп, К приготовленной эмульсии

4р прилива1от 200 мл ацетона и 150 мл технического деэмульгирующего агента. Фазы отделяют друг от друга. после чего проводят второе экстрагирование водной фазы 1 л этилацетата. Общин объем объединенных этил4 ацетатных фаз 9.6 л. Объсдипснные экстракты концентрируют до получения 4.5 7 и выливают в два сосуда. В каждый из сосудов вливают по 70 мл хинолина и смесь перемешивают з течение почи. B одном из сосудов выпада1от кристаллы, а в другом образуется маслоподоб,I:I;. »poli кт. 311тсм поверхност ньш слОЙ жидкости декантнр Iот QT масла и вводят в указанный слой затравочные кристаллы.

5$ Далее раствор концентрируют до начала образования твердого продукта. Указанну1о смесь объединяют с той половиной, в которой до этого образовался кристаллический 1родукт, после чего смесь охлаждают в течение бО 1 час и фильтруют. Твердую хинолиновую смесь N-хлорацетилцефалоспорина С промывают незначительным количеством ацетона и высушивают прг. 40 "С в вакуумной сушилке, в результате чего получают !5,3 г конечного

65 продукта.

423303

Зо

40

НООС нс (си,)301.HN

NHR

CH O(OCR

Составитель С. Г1олякова

Техрсд Л. Богданова Корректор Т. Добровольская

Редактор 3. Горбунова

Сапунова, 2

Типография, пр.

П р и м ер 6. рН предварительно профильтрованной жидкой ферментативной питапгсл;— ной массы (10 л) доводят до 6,2 и концс рируют в испарителе до конечного обьсма

1,8 л. По данным УФ-анализа содсржап ic цсфалоспорина С в концентрированной жидкой питательной среде 46,5 г на каждый 1 л эгой среды. Концентрированную и профильтрованную жидкую питательную среду охлаждают в бане со льдом и добавляют в нее 18 г дскагидрата бората натрия и 540 мл ацетона, Затем рН конечной массы доводят до 8,5 добавлением 25%-ного водного раствора едкого натра. Далее постепенно вливают раствор

56,5 мл хлорацетилхлорида в 4085 мл ацетона, поддерживая рН среды непрерывно в пределах 8,5 — 9,0 введением 25%-ного раствора едкого натра. По окончании добавления смесь перемешивают 15 мин, после чего в нес вводят 1530 мл этилацетата и дооавлением 25%ного водного раствора серной кислоты доводят рН среды до 2,0. Конечную смесь перемешивают 15 мин и разделяют на фазы центрифугированием. Затем проводят второе экстрагирование с использованием 1500 мл этилацетата, после чего два этилацетатных экстракта объединяют. Общий объем экстрактов

3825 мл. Объединенный экстракт концентрируют до 750 мл и вводят в него 1 л этилацетата, насыщенного водой. Далес добавляют хинолин (100 мл), смесь охлаждают в холодильнике, профильтровывают, а выпавшие в осадок кристаллы твердого продукта промывают после отделения 200 мл ацетона и высушивают при 40 C в вакуумной сушилке в течение ночи. Получают 51,8 г хинолиновой соли N-хлорацетилцефалоспорина.

Пример 7. рН раствора 4,6 г патрисвой соли цефалоспорина С, степень чистоты которой 89%, в 30 мл воды доводят до 9,0 добавлением в него 20%-ного водного раствора едкого натра. Затем к раствору прикапывают раствор 1,3 мл хлорацетилхлорида в 8,7 мл ацетона, .причем рН среды поддверживают в пределах 8,0 — 9,3 добавлением 10%-ного водного раствора едкого патра. Продол>китсльность добавления 15 мин, после чего смесь перемешивают в течение еще 5 мин. Далее рН конечной массы доводят до 6,5 с помощью б н. соляной кислоты, а затем прибавляют к ней

80 мл этилацетата и рН среды снова понижают до 2,0 введением бн. соляной кислоты. Г1о окончании перемешивания в тсченнс 5 мип фазы отделяют друг от друга и этилацетатную фазу сушат над сульфатом натрия. Далее в конечную реакционную среду вливают насыщенный раствор едкого патра в мстиловом спирте до рН среды 7,4; после пере.iei0ивания рН повышается до 7,7. Выделившийся

Заказ 2451/13 Изд. ¹ 708 ь осадок криста lлilчсскHй белый продукт отфиль.ipo»i>iuaiol ох.чаждают и высушивают в эксикаторе в тсчсппс ночи, в результате чего получа1от 2,5 г ilû:ðiiñâî!i соли Х-хлорацетилцсфалоспорина С.

II р и м с р 8. К псремешивасмой суспензии

7,19 г продукта Л1 (см. пример 1) в 72 мл хлороформа, не содержащего этилового спирта, прибавляют 8 мл хинолипа и 5,4 мл дихлордиметилсилана, Примерно через 30 сек образуется прозрачный раствор, однако перемешиванис продолжают еще 40 мин. Затем реакционную смесь резко охлаждают до — 22 С и добавляют к неп 4,5 г пятихлористого фосфор . После 2 час перемешивания при — 22 С смесь снова резко охлаждают до — 32 С и добавляют 25 мл н-пропанола, что сопровождается повышением температуры.

Далее смесь быстро охлажда1от до — 22 С, перегаешивают 2 час и экстрагируют сначала

40 мл дистиллированной воды, а затем 25 мл дистиллированной воды.

К объединенному водному экстракту добавляют равный объем хлороформа, после чего водную фазу отделяют от органической. рН водной фазы доводят от 0,8 до 3,5 добавлением насыщенного раствора бикарбоната аммония. Выпавший в осадок продукт отфилыровывают и промыва1от 25 мл холодного

500о-ного метанола, затем 25 мл холодного ацетона и высушивают в течение ночи в вакууме при 35 С. Выход 7-аминоцефалоспорановой кислоты 2А г; степечь чистоты 93% (по данным УФ-анализа).

Предмет изобретения

1. Способ получсния производных цефалоспорина С общей формулы где Р - а-галоид- или а,а-дигалоидалканоильная группа, содержащая 2 — 4 атома углерода, отличающийся тем, что цефалоспорин С подвергают ацилированию ацилирующим агентом, содержащим группу К, которая имеет вышеуказанные значения, например хлорацетилхлоридом, с последующим выделением продуктов известными приемами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ацилирование проводят в жидкой водной фср...сптативной питательной среде.

Т р 506 Подписное