AT330354B

AT330354B - Verfahren zur herstellung neuer pseudotrisaccharide

Info

Publication number: AT330354B
Application number: AT158875A
Authority: AT
Original assignee: Scherico Ltd
Priority date: 1973-08-27
Filing date: 1975-02-28
Publication date: 1976-06-25
Also published as: ATA158875A

Description


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   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von neuen antibiotisch aktiven Pseudotrisacchariden der allgemeinen Formel 
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 und von deren pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalzen und Schiffsche Base-Oxazolidinderivaten, wobei in der Formel
R2 Wasserstoff oder Hydroxy,
R   3 Hydroxy,   Amino oder monosubstituiertes Niedrigalkylamino,
R 4 Wasserstoff oder Niedrigalkyl, und
R 5 Amino oder monosubstituiertes Niedrigalkylamino bedeuten, wobei jedoch, wenn R2 Hydroxy, R4 Wasserstoff oder Methyl und   R Amtno   oder Hydroxy sind,    R   monosubstituiertes Niedrigalkylamino bedeutet, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Gruppe   - OR in   Stellung 6' einer Verbindung der allgemeinen Formel 
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 ist,

   substituierte Niedrigalkylaminogruppe durch Umsetzung mittels   RNH,RNHNH oder   eines Azides überführt, wobei R Wasserstoff oder Niedrigalkyl bedeutet, und wobei der Umsetzung mit dem Azid oder mit    RNHNH2   eine Reduktion folgt, und dass man aus der erhaltenen Verbindung alle vorhandenen Schutzgruppen entfernt und gegebenenfalls ein pharmazeutisch annehmbares Säureadditionssalz oder Schiffsche Base-Oxazolidinderivat herstellt. 

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   Dieses Verfahren stellt eine Möglichkeit dar, 6'-Amino- oder 6'-monosubstituierte NiedrigalkylaminoPseudotrisaccharide aus den entsprechenden 6'-Hydroxyverbindungen zu erhalten. Man kann beispielsweise gemäss diesem Verfahren   3'-Deoxygentamicin   X in 3'-Deoxy-6'-N-methyl-Antibiotlikum JI-20A oder in 3'-Deoxy-Antibiotikum JI-20A, Gentamicin X2 in 6'-N-Methyl-antibiotikum JI-20A und   &alpha;-D-Glucopyrano-   syl-   (l- > 4)-garamin   in 6'-N-Methyl-Gentamicin B   überführen.   



   In den Verbindungen der Formel (IV) ist   R   in Stellung 6'vorzugsweise Tosyl und die Umsetzung der   Gruppe-OR in die Gruppe-NHR   wird entweder mittels   RNH     oderRNHNH (mit   anschliessender katalytischer Hydrierung, um   die'NH,   Gruppe des Hydrazinderivates zu entfernen) oder durch Reaktion mit einem Azid und darauffolgender Reduktion der Azidogruppe (Hydrierung) durchgeführt. 



   Der Ausdruck "Niedrigalkyl" umfasst Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, i-Butyl, sek. Butyl oder tert. Butyl. 



   Die pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalze werden nach bekannten Methoden hergestellt. Geeignete Säuren zur Herstellung der Salze sind organische und anorganische Säuren, wie aliphatische, alicyolische, araliphatische, aromatische oder heterocyclische mono- oder polybasische Carbonsäuren oder Sulfonsäuren. Beispiele sind Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Diäthylessigsäure, Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Pimelinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Milchsäure, Weinsäure, Apfelsäure, Aminosäuren, Benzoesäure, Salicylsäure, Phenylpropionsäure, Zitronensäure, Gluconsäure, Ascorbinsäure, Zimtsäure oder Halogenwasserstoffsäuren, wie Chlorwasserstoffsäure. 



   Die Schiffsche Base-Oxazolidinderivate der Verbindungen der Formel (I) können nach bekannten Methoden hergestellt werden (brit. Patentschrift Nr. 1, 314, 058) und stellen jene Verbindungen der Formel (I) dar, in denen ein Oxazolidinring an den Garosaminring des Pseudotrisaccharides ankondensiert ist. 



   Die verwendete Nomenklatur kann erläutert werden, wie folgt. 



   Die Numerierung der   einzelnenKohlenstoffatome   in einem Pseudotrisaccharid erfolgt, wie in Formel (A) gezeigt, wenn als Strukturelement der allgemein anerkannte Name des Antibiotikums zu Grunde liegt   (z. B.   
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    Gentamioinnopyranosyl-(1#6)-2-deoxy-D-streptamin]   das Strukturelement, wird die Numerierung der einzelnen Kohlenstoffatome durchgeführt, wie in Formel (B) gezeigt. Formel (B) zeigt die Struktur von Garamin, welches aus dem 2-Deoxy-D-streptaminring "S" und dem Garosamminring "G" zusammengesetzt ist. 
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   Der   Ausdruck"Aminoschutzgruppe"ist   allgemein bekannt und bezieht sich auf Gruppen, die geeignet sind, eine Aminogruppe vor chemischen Umsetzungen zu schützen (zu blockieren), die aber leicht entfern- bar sind, nachdem die gewünschte chemische Reaktion an andern Stellen des Moleküls durchgeführt worden ist. Typisch für solche Gruppen sind unsubstituierte oder substituierte Aryl-, Aralkyl-, Acyl-, Alkoxy-   carbonyl- und Aralkoxycarbonylgruppen.    



   Beispiele für Aminoschutzgruppen sind Benzyl, 4-Nitrobenzyl, Triphenylmethyl,   2, 4-Dinitrophenyl,  
Acetyl, Propionyl, Benzoyl, Methoxycarbonyl, Äthoxycarbonyl,   2, 2, 2-Tricbloräthoxycarbonyl, t- Butoxy -   carbonyl,   2-Jodäthoxycarbonyl,   Carbobenzoxy, und 4-Methoxybenzyloxycarbonyl. Besonders bevorzugt ist die Carbobenzoxygruppe und, in einigen Fällen, Acetyl oder 2, 4-Dinitrophenyl. 



   Der Ausdruck "Hydroxyschutzgruppe" ist ebenfalls allgemein bekannt und bezieht sich auf Gruppen, die geeignet sind, eine Hydroxygruppe vor chemischen Umsetzungen zu schützen, die aber leicht entfernbar sind, nachdem die gewünschte chemische Reaktion an andern Stellen des Moleküls durchgeführt worden ist. 



   Typisch für solche Gruppen sind unsubstituierte oder substituierte Aryl-, Aralkyl-, Acyl-, Alkoxycarbonylund Aralkoxycarbonylgruppen. Beispiele für Hydroxyschutzgruppen sind Benzyl, p-Nitrobenzoyl, To. syl und Acetyl, wobei die Acetylgruppe besonders bevorzugt ist. 



   Die Entfernung aller Schutzgruppen, die in einem   Pseudotrisaccharid nach   erfolgter Umsetzung vorhanden sind, kann nach üblichen Methoden, wie Hydrolyse, vorzugsweise in einem alkalischen Medium, Hydrierung, oder mittels Hydrazin, erfolgen. Alkalische Hydrolyse wird bevorzugt in einem Reaktionmedium durchgeführt, das Natriumhydroxyd, Natrium in Ammoniak oder Ammoniumhydroxyd in Methanol enthält. In manchen Fällen kann es erwünscht sein, die Schutzgruppen vom Pseudotrisaccharid teilweise zu entfernen,   z. B.   mit Ammoniumhydroxyd, und dann die übrigen Schutzgruppen in einem stärker alkalischen Medium, wie Natriumhydroxyd, abzuspalten. 



   Bilden die Aminoschutzgruppen zusammen mit den zu schützenden Aminogruppen im 2-Deoxy-D-Streptaminring Carbamate und wird die Entfernung der Schutzgruppen in stark alkalischem Medium durchgeführt   (z. B.   Natriumhydroxyd   in Dioxan/Wasser),   entsteht zum Teil das entsprechende Harnstoffderivat, also Verbindungen, in denen die beiden Aminogruppen in Stellung 1 und 3 durch eine Carbonylgruppe geschützt sind. Die Carbonylgruppe kann in einem sehr stark alkalischen Medium und vorzugsweise mit Hydrazin entfernt werden. 



   Die Verbindungen der Formel (IV) können hergestellt werden, indem man die Aminogruppen und zumindest die Hydroxygruppe in Stellung 6'eines entsprechend substituierten Pseudotrisaccharides mit freien Amino- und Hydroxygruppen schützt. Diese sind entweder bekannt oder können gemäss der in der belgischen Patentschrift Nr.   805. 648   beschriebenen Verfahrensweise hergestellt werden. 



   Es wird bevorzugt, zunächst alle Aminogruppen eines Pseudotrisaccharides mit freien Amino-und Hydroxygruppen zu schützen, danach die Hydroxyschutzgruppe in Stellung 6', vorzugsweise Tosyl, einzuführen, und dann gegebenenfalls andere Hydroxygruppen zu schützen. Jene Verbindungen der Formel (IV), worin alle Aminogruppen und die 6' -Hydroxygruppe Schutzgruppen aufweisen, sind bevorzugt für die Um- 
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   die 6'-Hydroxygruppe durch Trityl blockiert, danach alle andern Hydroxygruppen, ausgenommen jenes in Stellung 5, mit Acetyl schützt, und die Tritylgruppe durch Tosyl ersetzt. 



  Die Ausdrücke "Blockieren" einer Amino- oder Hydroxygruppe oder"EinfUhren von Hydroxy- oder Aminoschutzgruppen" werden verwendet, um eine Kondensationsreaktion zwischen einem reaktiven Derivat i einer Verbindung, die die Schutzgruppe enthält, und einer Verbindung, die eine oder mehrere freie Aminound/oder Hydroxygruppen aufweist, zu beschreiben. Beispiele für reaktive Derivate sind Anhydride von Säuren oder Verbindungen Pg-Z, worin Pg die Schutzgruppe darstellt und Z eine Gruppe ist, die unter den Reaktionsbedingungen entfernbar ist. 



  Spezifische Beispiele sind Carbobenzoxychlorid, 2,2,2-Trichloräthoxycarbonylchlorid, Essigsäureanhydrid, Tosylchlorid, Tritylchlorid, Benzylbromid, Thiolessigsäure, 2, 4-Dinitrofluorbenzol und 2, 2-Di- methoxypropan. Die Kondensationsreaktion kann in einem inerten organischen Lösungsmittel und, falls erwünscht, in Gegenwart eines Säureakzeptors erfolgen. Beide Funktionen werden beispielsweise von Pyridin erfüllt. 



  Ist es erforderlich, die Carbonylgruppe als Schutzgruppe für die Stellungen 3 und 4 des Garosaminringes (3'und 4'in Garamin) einzuführen, kann eine Verbindung mit einer freien Hydroxygruppe in Stellung 4 und mit einer Aminoschutzgruppe in Stellung 3, die zusammen mit der zu schützenden Aminogruppe ein Carbamat bildet, alkalischen Bedingungen unterworfen werden. Geeignete alkalische Bedingungen werden erhalten durch Ammoniumhydroxyd, Bariumoxyd, Bariumhydroxyd und Natriumhydrid. 



  Das folgende Beispiel illustriert die Erfindung. 



  B e i s p i e l: 3'-Deoxygentamicin X2 (900 mg) wird in Wasser (25 ml), das Natriumcarbonat (0, 5 g) enthält, gelöst, und Carbobenzoxychlorid (4 ml) wird zugegeben. Das Gemisch wird 18 h bei 250C gerührt. Die unlöslichen Bestandteile werden abfiltriert, getrocknet und auf einer Silicagelsä1. (110x2, 5 cm) mit 9% Methanol in Chloroform als Eluent chromatographiert.   
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 S,   CCHOCO).   



   1,3,2',3"-Tetra-N-carbobenzoxy-3'-deoxygentamicin X (0, 99 g) und Tritylchlorid (0, 293 g) werden in wasserfreiem Pyridin (10 ml) gelöst, und das Gemisch wird bei   25 C   belassen. Nach 24 h wird zusätzliches Tritylchlorid (0, 114 g) zugegeben, und nach weiteren 46 h wird das Gemisch auf Eiswasser gegeben und das 
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 Essigsäureanhydrid (4 ml) wird zugegeben. Nach 18 h bei   250C   wird die Lösung in Eiswasser gegossen und der Niederschlag isoliert. Chromatographie auf einer   Silicage1säule     (110x2, 5 cm) mit 2% Methanol in   Chloroform als Eluent ergibt 4',2"-Di-Oacetyl-1,3,2',3"-tetra-N-carbobenzoxy-3'-deoxy-6'-O-tritylgentamicin X2 als farblosen, amorphen Feststoff (0, 9 g). 



   4', 2"-Di-O-acetyl-1,3,2',3"-tetra-N0carbobenzoxy-3'-deoxy-6'-O-tritylgentamicin X2 (0, 9 g) wird in Eisessig   (35 ml) gelöst   und die Lösung wird auf einem Wasserbad 3 h erhitzt. Das Gemisch wird zur Trockne verdampft, der Rückstand in Chloroform aufgenommen, mit Wasser ausgeschüttelt, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Man erhält 4', 2"-Di-O-acetyl-1,3,2',3"-tetra-N-carbobenzoxy-3'-deoxygent-   amicin X2   als farblosen, amorphen Feststoff (0,61 g). Dieser wird in Pyridin (10 ml) gelöst, und Tosylohlorid   (0,     6 g)   wird zugegeben. 



   Das Reaktionsgemisch wird bei   250C   23 h belassen, darauf auf Eiswasser gegossen und mit Chloroform extrahiert. Der Extrakt wird mit Wasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Das Rohprodukt wird auf einer Silicagelsäule (110 x 2,5 cm) chromatographiert und mit 3, 5% Methanol inChloro- 
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 in wasserfreiem Methanol (2 ml) gelöst und die Lösung mit Methylamin bei   OOC   gesättigt. Darauf wird in einer Bombe 18 h auf 1350C erhitzt. Die Lösung wird abgekühlt und zur Trockne verdampft. Der Rückstand wird mit 5% Natriumhydroxyd (3 ml) 18   hunter Rückfluss   gekocht, die Lösung wird mit Amberlit IRC50 Harz neutralisiert und das Gemisch auf eine Säule gebracht, auf der das Harz mit Wasser gewaschen wird.

   Das Rohprodukt wird von Harz mit 1, 5N Ammoniumhydroxyd eluiert und die Lösung zur Trockne verdampft. Der Rückstand wird mit Hydrazinhydrat   (1   ml) bei 1250C 24 h auf Rückfluss gekocht und dann zur Trockne einge- 

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 dampft. Der Rückstand wird auf einer Silicagelsäule (110   x 1   cm) chromatographiert und mit der unteren Phase eines   Chloroform-Methanol-konz. Ammoniumhydroxyd (l : l : l)-System elulert.   Die vereinigten Frak tionen mit demAntibiotikum werden mitAmberlit IRA 401S Harz behandelt und gefriergetrocknet. Man erhält   0-2-Amino-6-methylamino-2, 3, 6-trideoxy-Q'-D-glucopyranosyl- (l-) 4)-garamin (20 mg)   als farblosen, amorphen Feststoff m/e 480 (M+ + 1). 



   Die neuen Pseudotrisaccharide der Erfindung sind wertvoll für die Behandlung von Krankheiten, die durch Mikroben, Viren, Helminthen und Protozoen verursacht werden. Die Aktivität der Verbindungen kann nach Standardmethoden (in vivo und in vitro) bestimmt werden. 



   Besonders bevorzugte antibakterielle Verbindungen sind   3'-Deoxygentamicin B, 3'-Deoxy-JI-20A,     3'-Deoxy-6'-N-methylgentamicin Bund 3'-Deoxy-6'-N-methyl-JI-20A.   Eine besonders bevorzugte Verbindung gegen Trichomonas ist   3'-Deoxygentamicin   B. Die bevorzugte Verbindung gegen Amoeben ist   3'-Deoxy-   gentamicin B. Die bevorzugten anthelmintischen Verbindungen sind 3'-Deoxygentamicin B und 6'-N-Methyl-   - 3'-deoxygentamicin B.    



   In den folgenden Tabellen wird die Aktivität einiger Verbindungen gegen Bakterien und Protozoen beschrieben. 

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  Tabelle I 
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<tb> 
<tb> Organismus <SEP> Mindest-Inhibitionskonzentration
<tb> (mog/ml)
<tb> 3'-Deoxy-JI-20A <SEP> 3'-Deoxy-6'-N-methyl- <SEP> 
<tb> Gentamicin <SEP> B
<tb> StaIDylococcus <SEP> aureus <SEP> 0, <SEP> 08 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> Streptococcus <SEP> pyogenes <SEP> C <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> - <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 1-17, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> Bacillus <SEP> subtilis <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 
<tb> Escherichia <SEP> coli <SEP> 0,08 <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 1-0, <SEP> 75
<tb> Escherichiacoli <SEP> 0, <SEP> 08- <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 75-17, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> (N, <SEP> K <SEP> resistent)
<tb> Escherichia <SEP> coli <SEP> > <SEP> 25 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> - <SEP> > 25
<tb> (G <SEP> resistent)
<tb> Escherichia <SEP> coli <SEP> 17,

  5 <SEP> > <SEP> 25
<tb> (T <SEP> resistent)
<tb> Pseudomonas <SEP> aeruginosa <SEP> 0, <SEP> 08 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 1-3, <SEP> 0
<tb> Pseudomonas <SEP> aeruginosa <SEP> > <SEP> 25 <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> - <SEP> > <SEP> 25 <SEP> 
<tb> (G <SEP> resistent)
<tb> Klebsiella <SEP> pneumoniae <SEP> 0,08 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> - <SEP> 0.

   <SEP> 75
<tb> (N, <SEP> K <SEP> resistent)
<tb> Klebsiella <SEP> pneumoniae <SEP> 7, <SEP> 5- > <SEP> 25 <SEP> > <SEP> 25
<tb> (G <SEP> resistent)
<tb> Providence <SEP> > <SEP> 25 <SEP> 3,0
<tb> Protons <SEP> mirabilis <SEP> 0,3 <SEP> 0, <SEP> 75 <SEP> - <SEP> 3, <SEP> 0
<tb> SalmonellaTyphimurium <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0,75
<tb> Serratia <SEP> marcessans <SEP> 3,0 <SEP> 3,0
<tb> 
 
N = Neomycin
K = Kanamycin
G = Garamycin
T = Tobramycin Die neuen Verbindungen dieser Erfindung sind wertvoll zur Behandlung von Krankheiten, die durch ge- 
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 nische und kosmetische Zusammensetzungen. 



   Werden die neuen Verbindungen der Formel   (la)   topisch oder lokal verabreicht, können Dosisformen verwendet werden, in denen sich die Verbindungen zu zirka 1 bis zirka 10   Gew.-%   befinden. Bei oraler Verabreichung können die Verbindungen zu Dosen von zirka 10 bis zirka 100 mg/kg Körpergewicht und Tagverabreicht werden, während bei parenteraler Verabreichung zirka 2 bis zirka 10 mg/kg Körpergewicht und Tag geeignet erscheinen. 



   Zusammensetzungen, die die Verbindungen der Erfindung enthalten, können diese als alleinige Wirkstoffe oder in Verbindung mit andern Wirkstoffen enthalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von neuen, antibiotisch aktiven Pseudotrisacchariden der allgemeinen Formel EMI7.1 EMI7.2 EMI7.3 EMI7.4 <Desc/Clms Page number 8> ;Amino- oder monosubstituierte Niedrigalkylaminogruppe durch Umsetzung mittels ENH , RNHNH oder eines Azides überführt, wobei R Wasserstoff oder Niedrigalkyl bedeutet, und wobei der Umsetzung mit dem Azid oder mit RNHNH2 eine Reduktion folgt, und dass man aus der erhaltenen Verbindung alle vorhandenen Schutzgruppen entfernt und gegebenenfalls ein pharmazeutisch annehmbares Säureadditionssalz oder Schiffsche Base-Oxazolidinderivat herstellt. EMI8.1