AT335605B

AT335605B - Verfahren zur herstellung neuer acylderivate des antibiotikums ws-4545

Info

Publication number: AT335605B
Application number: AT376574A
Authority: AT
Inventors: Takashi Kamiya; Shizuo Maeno
Original assignee: Fujisawa Pharmaceutical Co
Priority date: 1974-05-07
Filing date: 1974-05-07
Publication date: 1977-03-25
Also published as: ATA376574A

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindungbetrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer Monoacylderivate des Antibiotikums WS-4545, die gegen eine Vielzahl von Mikroorganismen aktiv sind. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von neuen Monoacylderivaten des Antibiotikums WS-4545 der allgemeinen Formel 
 EMI1.1 
 worin R durch ein Schwefelatom unterbrochenes Alkanoyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, Thienylacetyl, Phenoxyacetyl, Phenylacetyl,   Tetrahydro-2-thenoyl   und 3-Vinylpropionyl bedeutet, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Verbindung der Formel 
 EMI1.2 
 mit einem Acylierungsmittel der allgemeinen Formel 
R-OH worin R die obige Bedeutung hat, oder einem reaktiven Derivat hievon umsetzt. 



   Das   Antibiotikum WS-4545,   das als Ausgangsprodukt eingesetzt wird, ist bekannt (vgl. deutsche Offenlegungsschrift 2150593). 



   Acylierungsmittel, die   erfindungsgemäss   eingesetzt werden können, sind Carbonsäuren der allgemeinen Formel 
R-OH (II) worin R   durch Schwefel unterbrochenes Alkanoylmit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie Methylthioacetyl,   Äthyl- 
 EMI1.3 
 



   Beispiele für reaktive Derivate der Carbonsäuren der Formel (II) sind Säurehalogenide   (z. B.   Säurechloride, Säurebromide usw. ), Säureanhydride   (z. B. Säureanhydride mit Alkylschwefelsäuren,   Alkylphosphorsäuren, aliphatischen oder aromatischen Carbonsäuren,   usw.),   Säureamide (z. B. Säureamide mit Imidazol, Säureamide mit 4-substituiertem Imidazol, usw.), Säureester   (z. B.   Methylester, Äthylester, Cyanomethylester, p-Nitrophenylester, usw.) und Säureazide. 



   Wenn die Carbonsäure als solche oder in Form eines Salzes (z. B. Natriumsalz, Kaliumsalz usw.) ver- 

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 wendet wird, kann es vorteilhaft sein, bei der Reaktion ein Kondensationsmittel zu verwenden. Beispiele für solche Kondensationsmittel sind N, N'-Dicyclohexylcarbodiimid, Polyphosphorsäure, Äthylpolyphosphat, Isopropylphosphat, usw. 



   Die Reaktion wird gewöhnlich in einem inerten Lösungsmittel, wie Wasser, Aceton, Dioxan, Acetonitril, Pyridin, Chloroform, Äthylacetat, Tetrahydrofuran,   Äthylendichlorid,   Dimethylsulfoxyd, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, usw. durchgeführt. Falls erforderlich, kann bei der Reaktion eine basische Substanz   (z. B. Alkalimetallcarbonat, Alkallmetallhydrogencarbonat,   Trialkylamin, Pyridin, usw. ) vorliegen. 



  Die Reaktionstemperatur ist nicht besonders beschränkt. In der Regel wird die Reaktion jedoch unter Kühlung oder bei Zimmertemperatur durchgeführt. Die acylierte Verbindung kann nach üblichen Verfahren isoliert und gereinigt werden. 



   Bei der Acylierungsreaktion gemäss der Erfindung können ein Monoacylderivat, Diacylderivat oder Triacylderivat des Antibiotikums WS-4545 oder Gemische davon je nach der Menge des bei der Reaktion verwendeten Acylierungsmittels erhalten werden. 



   Die Reaktion ist an Hand der folgenden Strukturformeln weiter erläutert. Die Acylierungsreaktion kann durch die folgende Reaktionsformel dargestellt werden : 
 EMI2.1 
 worin R durch Schwefel unterbrochenes Alkanoyl mit 2 bis 10 C-Atomen, Thienylacetyl, Phenoxyacetyl, Phenylacetyl, Tetrahydro-2-thenoyl und 3-Vinylpropionyl ist. 



   Beispiele für   Monoacylderivate des Antibiotikums WS-4545 (d. h.   Carbonsäureester von WS-4545), die gemäss den nachfolgenden Beispielen hergestellt werden können, sind in der nachfolgenden Tabelle unter Bezunahme auf die chemische Struktur der Formel   (ill)   zusammengestellt :

   
Tabelle 1 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> Beispiel <SEP> Verbindung <SEP> der <SEP> Formel <SEP> (III)
<tb> Nr. <SEP> R
<tb> 1 <SEP> Methylthioacetyl
<tb> 2 <SEP> Isopropylthioacetyl
<tb> 3 <SEP> 2-Methylthiopropionyl
<tb> 4 <SEP> 3-Vinylpropionyl
<tb> 5 <SEP> Phenylacetyl
<tb> 6 <SEP> Phenoxyacetyl
<tb> 7 <SEP> Thienylacetyl
<tb> 8 <SEP> Äthylthioacetyl
<tb> 
 

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 Tabelle 1 (Fortsetzung) 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Beispiel <SEP> Verbindung <SEP> der <SEP> Formel <SEP> (III)
<tb> Nr. <SEP> R
<tb> 9 <SEP> Tetrahydro-2-thenoyl
<tb> 10 <SEP> t-Butylthloacetyl
<tb> 11 <SEP> 2-t-Butylthiopropionyl
<tb> 
 
Die so hergestellten Monoacylderivate von WS-4545 werden bei oraler Verabreichung im Körper in einer viel grösseren Konzentration absorbiert als die Verbindung WS-4545, und sie können in WS-4545 übergeführt werden, das gegen pathogene Bakterien aktiv ist.

   Dementsprechend sind die Monoacylderivate als Antibiotika nützlich, die nach oraler Verabreichung bei der Behandlung von Infektionskrankheiten bei Mensch und Tier wirksam sind. Dies ergibt sich aus den nachfolgend beschriebenen pharmakologischen Versuchen. 



   Urinausscheidung nach oraler Verabreichung bei Ratten : 
Tabelle 2 
 EMI3.2 
 
<tb> 
<tb> Beispiel <SEP> Acylderivat <SEP> 0-6h <SEP> 6-24h <SEP> Total
<tb> Nr. <SEP> von <SEP> WS-4545
<tb> mcg/ml <SEP> (%) <SEP> mcg/ml <SEP> (%) <SEP> (%)
<tb> 1 <SEP> Methylthio- <SEP> 5953 <SEP> (52, <SEP> 9) <SEP> 471 <SEP> (8, <SEP> 7) <SEP> 61, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> acetyl
<tb> 2 <SEP> Isopropyl-5307 <SEP> (55, <SEP> 6) <SEP> 400 <SEP> (6, <SEP> 7) <SEP> 62, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> thioacetyl
<tb> 3 <SEP> 2- <SEP> Methylthio- <SEP> 4158 <SEP> (54, <SEP> 1) <SEP> 321 <SEP> (7, <SEP> 3) <SEP> 61, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> propionyl
<tb> 4 <SEP> 3-Vinylpro-3552 <SEP> (65, <SEP> 6) <SEP> 319 <SEP> (5, <SEP> 4) <SEP> 70, <SEP> 9 <SEP> 
<tb> pionyl
<tb> 5 <SEP> Phenylacetyl <SEP> 2978 <SEP> (60, <SEP> 7) <SEP> 231 <SEP> (3, <SEP> 9) <SEP> 64, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> 6 <SEP> Phenoxyacetyl <SEP> 2702 <SEP> (31,

   <SEP> 8) <SEP> 476 <SEP> (8, <SEP> 2) <SEP> 39, <SEP> 9 <SEP> 
<tb> 7 <SEP> Thienylacetyl <SEP> 4699 <SEP> (59, <SEP> 1) <SEP> 334 <SEP> (6, <SEP> 2) <SEP> 65, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> 8 <SEP> Xthylfhio-2915 <SEP> (44, <SEP> 1)'449 <SEP> (8, <SEP> 4) <SEP> 52, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> acetyl
<tb> 9 <SEP> Tetrahydro- <SEP> 2212 <SEP> (46,0) <SEP> 410 <SEP> (8, <SEP> 0) <SEP> 53, <SEP> 9 <SEP> 
<tb> 2-thenoyl
<tb> 10 <SEP> t-Butylthio-4171 <SEP> (58, <SEP> 5) <SEP> 321 <SEP> (5, <SEP> 9) <SEP> 64, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> acetyl
<tb> 
 

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 Tabelle 2 (Fortsetzung) 
 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> Beispiel <SEP> Acylderivat <SEP> 0-6h <SEP> 6-24h <SEP> Total
<tb> Nr.

   <SEP> von <SEP> WS-4545
<tb> mog/ml <SEP> (%) <SEP> mcg/ml <SEP> (%) <SEP> (%)
<tb> 11 <SEP> 2-t-Butylthio-3724 <SEP> (59, <SEP> 4) <SEP> 357 <SEP> (5, <SEP> 8) <SEP> 65, <SEP> 2 <SEP> 
<tb> propionyl
<tb> Kontrolle <SEP> 1256 <SEP> (14, <SEP> 3) <SEP> 442 <SEP> (9, <SEP> 7) <SEP> 24, <SEP> 1 <SEP> 
<tb> (WS-4545)
<tb> 
 
Anmerkungen : Tier : SD-Ratte, 170 bis 200 g
Dosis : 100 mg/kg (Äquivalent WS-4545) 
Bestimmung : Die Konzentration von WS-4545 im
Urin wurde nach der CUP-Methode unter Verwendung von   Escherichia   coli bestimmt. 



   Dieerfindungsgemässhergestellten Verbindungen können für die Verabreichung injeder geeigneten Weise wie andere antibiotische Substanzen formuliert werden. 



   Die gemäss der Erfindung hergestellten neuen Verbindungen können in Form von pharmazeutischen Zu-   bereitungen verwendet werden, beispielsweise   in fester, halbfester oder flüssiger Form, die das Acylderivat von WS-4545 in Mischung mit einem pharmazeutischen organischen oder anorganischen Träger oder einem Exzipienten geeignet für äussere oder innere Anwendung enthalten. Der aktive Bestandteil kann beispielsweise mit den üblichen   Trägern   für Tabletten, Pillen, Kapseln, Suppositorien, Lösungen, Emulsionen, wässerigen Suspensionen oder andern für die Anwendung geeigneten Formen verbunden werden.

   Als Träger können beispielsweise verwendet werden Glukose, Lactose, Akaziengummi, Gelatine, Mannit, Stärkepaste, Magnesiumtrisilikat, Talk, Maisstärke, Keratin, kolloidales Siliziumdioxyd, Kartoffelstärke, Harnstoff oder andere auf diesem Gebiet übliche Träger in fester, halbfester oder flüssiger Form. Zusätzlich können Hilfsstoffe, Stabilisiermittel, Verdickungsmittel, Farbstoffe und/oder Geschmacks- und Geruchsstoffe verwendet werden. Die Zubereitungen können auch Konservierungsmittel oder bakteriostatische Mittel enthalten, wodurch der aktive Bestandteil in der gewünschten Zubereitung aktiv erhalten wird. Die aktiven Monoacylderivate von WS-4545 werden in die Zubereitungen in einer Menge eingearbeitet, die ausreicht, den gewünschten therapeutischen Effekt auf den bakteriell infizierten Prozess oder Zustand zu erreichen.

   Wenn auch die Dosis oder die therapeutisch wirksame Menge der Verbindung in Abhängigkeit vom Alter und dem Zustand der jeweiligen Patienten, die behandelt werden sollen, schwanken, so ist es doch bevorzugt, eine tägliche Dosis von etwa 0, 5 bis 5 g, vorzugsweise 1 bis 2 g an aktivem Bestandteil zur Behandlung von Krankheiten zu verabreichen, gegen die das Antibiotikum oder die Derivate nützlich sind. 



   Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert, ohne dass diese jedoch hierauf beschränkt sein soll. 



   Beispiel 1 :
Ausgangsstoffe : 
 EMI4.2 
 
3, 02 gÄthylacetat Acylderivat : Methylthioessigsäureester von WS-4545, farblose Nadeln ; Ausbeute   : 2, 15 g ; Fp.   79 bis 84 C. 



  Analyse : berechnet für   CHOgN S :   C 46, 15, H 5, 68, N   7, 18,   S   8, 21%,   gefunden : C   46, 31,   H   5, 90,   N   7, 26,   S 8, 20%. 

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  Beispiel 2 : Ausgangsstoffe : WS-4545 : 27, 2 g   Isopropylthioessigsäureanhydrid : 22, 5   g Lösungsmittel zum Umkristallisieren : Gemisch aus Äthylacetat und Isopropyläther Acylderivat :   Isopropylthioessigsäureester   von WS-4545, farblose Prismen ;   Ausbeute : 16, 6 g ;   Fp. 89 bis   920C.   



  Analyse : 
 EMI5.1 
 für Cgefunden :   C 48, 38,   H 6, 15, N   6, 48%.   



  Beispiel 3 : Ausgangsstoffe : WS-4545 : 30, 2 g 2-Methyithiopropionylchlorid: 15,3 g Lösungsmittel zum Umkristallisieren : Benzol Acylderivat : 2-Methylthiopropionsäureester von WS-4545, farblose Kristalle ;   Ausbeute : 13, 7 g ;   Fp.   90 bis 950C.   



  Analyse : 
 EMI5.2 
    für CBeispiel 4 :   Zu einer Lösung von   10,     9 g   WS-4545 in 60 ml Pyridin wurde bei   30C   unter Rühren während 25 min tropfenweise 6, 6 g   3-Vinylpropionsäureanhydrid   gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 30 min bei   30C   und 14 h bei 3 bis   170C   gerührt. Nachdem die Reaktion zum Ende gekommen war, wurde das Pyridin 
 EMI5.3 
 aus dem Reaktionsgemisch entfernt. Zum Rückstand wurde Eiswasser gegeben,Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatschicht wurde mit einer gesättigten wässerigen Natriumchloridlösung gewaschen und dann über Magnesiumsulfat getrocknet, wobei 9 g amorphes Pulver erhalten wurden. Das amorphe Pulver wurde in Benzol gelöst.

   Die Benzollösung wurde über Nacht stehengelassen, wobei sich   7,     1 g   rohe Kristalle abschieden. Die Kristalle wurden aus einem Gemisch aus Äthylacetat und   Diisopropyläther   umkristallisiert, wobei 6, 1 g 3-Vinylpropionsäureester von WS-4545 in Form von farblosen Kristallen mit dem Fp. 170 bis 1720C erhalten wurden. 



   Analyse : 
 EMI5.4 
 für Cgefunden : C 53, 14, H   6, 41,   N   7, 18%.   



  Beispiel 5 : Ausgangsstoffe : WS-4545 : 30, 2 g Phenylessigsäureanhydrid : 27, 9 g Lösungsmittel zum Umkristallisieren : Gemisch aus Äthylacetat und Isopropyläther Acylderivat : Phenylessigsäureester von WS-4545, farblose Kristalle ;   Ausbeute : 6, 6 g ;   Fp. 96 bis   1000C   (Zers. ). 



  Analyse :   berechnet für C HN2 08. 2/3 CH3COOC2 Hg :   C 55, 70, H 6, 33, N 6, 00%, gefunden : C   55, 94,   H   5, 73,   N   6, 10%.   



  Beispiel 6 : Ausgangsstoffe : WS-4545 : 20, 0 g   Phenoxyessigsäureanhydrid : 20, 8   g Lösungsmittel zum Umkristallisieren : Äthanol 

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 Acylderivat : Phenoxyessigsäureester von WS-4545, farblose Prismen ;   Ausbeute : 12, 5 g ;   Fp. 105 bis 1090C. 



  Analyse : 
 EMI6.1 
    für C 20 H 32 N2 09. 2/3 C2 H5 OH :Beispiel 7 :   Zu einer Lösung von 20 g WS-4545 in 150 ml Pyridin wruden tropfenweise unter Rühren   19, 43 gThienylessigsäureanhydrid gegeben und   das Gemisch 5 h gerührt. Zum Reaktionsgemisch wurde Wasser gegeben und die Lösung unter vermindertem Druck eingeengt. Der Rückstand wurde in Äthylacetat gelöst, und die Lösung wurde nacheinander mit Wasser, wässerigem Natriumbicarbonat und Wasser gewaschen und dannüber Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert, und der Rückstand wurde mit Aktivkohle behandelt. Danach wurde der Rückstand aus einem Gemisch aus Äthylacetat und Isopropyläther umkristallisiert, wobei Kristalle erhalten wurden, die aus einem Gemisch aus Äthylacetat und Isopropyl- äther nochmals umkristallisiert wurden.

   Dabei wurden 13, 5 g Thienylessigsäureester von WS-4545 in Form von farblosen Kristallen, Fp. 171 bis 1720C, erhalten. 



   Analyse : berechnet Für C18H22O8N2S: C 50, 70, H 5, 20, N   6, 57,   S   7, 52%,   gefunden : C   50, 61,   H 5, 26, N 6, 49, S 7, 23%. 
 EMI6.2 
 
8 :auf-5 bis   0 C   während eines Zeitraumes von 1 h tropfenweise 19,7 g   Äthylthioessigsäureanhydrid   zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde bei der gleichen Temperatur 1 h lang gerührt und dann bei Raumtemperatur über Nacht stehengelassen. Zum Reaktionsgemisch wurden 3 Vol.-Teile Wasser gegeben und die Lösung dann unter vermindertem Druck bei   500C   konzentriert, wobei ein gelber öliger Rückstand erhalten wurde. 



  Der Rückstand wurde in 200 ml Äthylacetat gelöst, und die Lösung wurde mehrere Male mit kalter 10%iger wässeriger Salzsäurelösung gewaschen, bis die wässerige Lösung sauer reagierte, um das Pyridin zu entfernen. Die gewünschte Verbindung wurde zweimal mit je 50 ml Äthylacetat aus der ausgesalzenen wässerigen Schicht extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden zweimal mit gesättigter wässeriger   Natriumbicar-   bonatlösung gewaschen, und die wässerige Schicht dann in üblicher Weise ausgesalzen und mit Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatschicht wurde dreimal mit gesättigter wässeriger Natriumchloridlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck konzentriert, wobei 26 g eines rohen Pulvers erhalten wurden.

   Das Pulver wurde aus einem Gemisch aus Benzol und Äthylacetat   (l : l)   (200 ml) umkristallisiert, wobei 24,76 g farblose Nadeln erhalten wurden. Die Nadeln wurden aus 200 ml Äthylacetat umkristallisiert, wobei   9,     95 g   Äthylthioessigsäureester von WS-4545 in Form farbloser Nadeln erhalten wurden, die sich bei 142 bis 1450C zersetzten. 



   Analyse : 
 EMI6.3 
 für Cgefunden : C 46, 90, H 5, 95, N 6, 83, S   7, 77%.   



   Im wesentlichen in gleicher Weise, wie sie im vorstehenden Beispiel beschrieben wurde, wurden die in den nachfolgenden Beispielen 9 bis 11 erläuterten Acylderivate von WS-4545 hergestellt. 



   Beispiel 9 :
Ausgangsstoffe :
WS-4545 : 35 g   Tetrahydro-2-thenoylchlorid :   22, 3 g
Lösungsmittel zum   Umkristallisieren : Äthylacetat   
Acylderivat :
Tetrahydro-2-thenonsäureester von WS-4545, farblose Nadeln ;   Ausbeute : 14, 5 g ;   Fp. 146 bis 148 C (Zers.) 
Analyse : 
 EMI6.4 
 
S.gefunden : C   48, 56,   H 5,89, N   6, 58,   S   7, 44%.   



  Beispiel 10 : Aus gangs stoffe : WS-4545 : 24, 2 g tert.   Butylthioessigsäureanhydrid : 24, 15   g Lösungsmittel zum Umkristallisieren : Äthylacetat 

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 Acylderivat : tert. Butylthioessigsäureester von WS-4545, farblose Nadeln ;   Ausbeute : 10, 5 g ;   Fp. 139 bis   1400C     (Zers.).   



  Analyse : 
 EMI7.1 
 Beispiel   11 :   Ausgangsstoffe : WS-4545 : 35 g 2-tert.   Butylthiopropionsäureanhydrid :   30 g Lösungsmittel zum Umkristallisieren : Acetonitril Acylderivat : 2-tert.   Butylthiopropionsäureester   von WS-4545, farblose Nadeln ;   Ausbeute : 6, 5 g ;   Fp. 152 bis 1540C (Zers.). 



  Analyse : 
 EMI7.2 
    S. 1/8 Bgefunden : C 50, 80,   H 6, 77, N   6, 33%.   



   Deacylierung von Acylderivaten des Antibiotikums WS-4545 durch menschliches Serum
1. verwendetes menschliches Serum : normales Serum (männlich)
2. Methode :
4, 5 ml normales menschliches Serum wurden zu 0, 5 ml 1/15 M Phosphatpufferlösung, enthaltend   3,31 Mol   eines Acylderivates des Antibiotikums WS-4545, zugesetzt, wonach die Mischung unter Schütteln bei   370C   bebrütet wurde. Ein Teil der Inkubationsmischung wurde 20,40, 60 und 120 min nach der Inkubation durch Probenentnahme geprüft und das äquivalente Volumen Äthanol zugesetzt. Die erhaltene äthanoli-   sche   Mischung wurde mit 10000 Umdr/min während 15 min zentrifugiert, wobei eine überstehende Flüssigkeit erhalten wurde.

   Das in der überstehenden Flüssigkeit freigesetzte Antibiotikum WS-4545 wurde durch   eineBioprüfungunterVerwendungvon Escherichia   coli ATCC 27166 bestimmt. Aus den erhaltenen Ergebnissen wurde die für eine 50%ige Deacylierung des Acylderivates des Antibiotikums WS-4545 benötigte Zeit graphisch berechnet. 

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  Tabelle : 
 EMI8.1 
 * Die bezeichneten Acylderivate wurden durch normales menschliches
Serum 120 min nach Inkubation nicht deacyliert

Claims

PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von neuen Monoacylderivaten des Antibiotikums WS-4545 der allgemeinen Formel EMI9.1 worin R durch ein Schwefelatom unterbrochenes Alkanoyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, Thienylacetyl, Phenoxyacetyl, Phenylacetyl, Tetrahydro-2-thenoyl und 3-Vinylpropionyl bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel EMI9.2 mit einem Acylierungsmittel der allgemeinen Formel R-OH worin R die obige Bedeutung hat, oder einem reaktiven Derivat hievon umsetzt.