Verfahren zur Herstellung von Tetracyclinderivaten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer Tetracyclinderivate, und zwar neuer substituierter Aminotetracycline, in welchen die Aminogruppe in der 7- und/oder 9-Stellung des Tetracyclinkerns steht.
Die erfindungsgemäss erhältlichen neuen Tetracyclinderivate entsprechen der Formel
EMI1.1
worin R Wasserstoff oder Methyl und Rt und R2 Wasserstoff, Monomethylamino oder Dimethylamino bedeuten, wobei Rt und R2 nicht beide Wasserstoff sein können.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man ein entsprechendes Tetracyclin mit einer Aminogruppe in der 7- und/oder 9-Stellung mit Methyljodid oder einem Methylschwefelsäureester umsetzt.
Diese neuen Tetracyclinderivate können hergestellt werden, indem ein Tetracyclin mit einer 7- und/oder 9-Aminogruppe mit einem oder zwei Molen Methyljodid oder eines Methylschwefelsäureesters je Aminogruppe umgesetzt wird. Wenn je Aminogruppe 2 Mol Methyljodid oder eines Methylschwefelsäureesters verwendet werden, kann das zweite Mol getrennt oder gleichzeitig mit der Bildung der Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung eingeführt werden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann mit oder ohne blockierende Gruppe an der Dimethylaminogruppe in der 4-Stellung des der Alkylierung unterworfenen Tetracyclins durchgeführt werden. Falls eine blockierende Gruppe vorhanden ist, besteht sie vorzugsweise aus der Benzylgruppe. Die Benzylgruppe kann dann nach der Alkylierung der 7- und/oder 9-Aminogruppe des Tetracyclins durch übliche katalytische Entbenzylierungsverfahren abgespalten werden. So kann ein 7- und/oder 9 Nitrotetracyclin mit Benzylchlorid unter Bildung des entsprechenden 7- und/oder 9-Nitro-4-benzyldimethylaminotetracyclinquartärsalzes umgesetzt werden, die 7und/oder 9-Nitroverbindung dann in das 7- und/oder 9-Alkyl-, Aralkyl- oder (substituiert Aralkyl)-amino-4benzyl-dimethylaminotetracyclin übergeführt werden und das Endprodukt dann durch katalytische Entbenzylierung gebiIdet werden.
Ein anderes Mittel zur Blockierung jeder Quaternisierung an der 4-Dimethylaminogruppe des Tetracyclinmoleküls im Verlauf der direkten Methylierung besteht in der Herstellung des Monosalzes. Dieses lässt sich leicht herstellen, da die 4-Dimethylaminogruppe basischer ist und infolgedessen die Salze leichter bildet, als dies die stärker aromatischen Aminogruppen in den 7- und/oder 9-Stellungen des der Alkylierung unterworfenen Tetra cyclinmoleküls tun. Die Reaktionsbedingungen für die Alkylierung sind ziemlich einfach und bestehen lediglich darin, dass das 7- und/oder 9-Aminotetracyclin mit dem gewünschten Alkylierungsmittel, üblicherweise in Gegenwart eines Lösungsmittels, gegebenenfalls unter Erhitzen, in Berührung gebracht wird.
Spezifische Ausgangsmaterialien, die beim neuen Verfahren nach der Erfindung eingesetzt werden können, sind z. B.
7-Amino-6-desoxy-6-desmethyltetracyclin, 9-Amino-6-desoxy-6-desmethyltetracyclin, 7, 9-Diamino-6-desoxy-6-desmethyltetracyclin, 7-Amino-6-desoxytetracyclin, 7, 9-Diamino-6-desoxytetracyclin, 9-Amino-7-nitro-6-desoxy-6-desmethyltetracyclin, 9-Amino-7-nitro-6-desoxytetracyclin, 9-Amino-5 -hydroxy-6-desoxytetracyclin, 11 -Brom-7-amino-6-desmethyl-6-desoxytetracyclin und dergleichen.
Die Tetracyclinausgangsmaterialien für das neue Verfahren nach der Erfindung können entsprechend den in der belgischen Patentschrift Nr. 577 854, der österreichischen Patentschrift Nr. 212 308, in den Veröffentlichungen von Beereboom et al., J.A.C.S. 82, 1003 (1960) und Boothe et al., J.A.C.S. 82, 1253 (1960) und der US Patentanmeldung Serial-No. 65 584 vom 28. Oktober 1960 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Die Tetracyclinausgangsmaterialien können bei dem erfindungsgemässen Verfahren sowohl in Form ihrer freien Basen als auch in Form ihrer Salze mit verschiedenen organischen und anorganischen Säuren eingesetzt werden, je nachdem, ob eine Löslichkeit in polaren oder nicht-polaren Lösungsmittelsystemen gewünscht wird.
Typische Verbindungen, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden können, sind z. B.
7-Methylamino-6-desoxy-6-desmethyltetracyclin, 9-Methylamino-6-desoxy-6 -desmethyltetracyclin, 7-Dimethylamino-6-desoxy-6-desmethyltetracyclin, 9-Dimethylamino-6-desoxy-6-desmethyltetracyclin, 7-Methylamino-6-desoxytetracyclin und 7,9-Di-(methylamino)-6-desoxytetracyclin
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhältlichen Tetracycline sind biologisch aktiv und besitzen die Breitspektrum-Antibakterienaktivität der bisher bekannten Tetracycline. Insbesondere besitzt das 7-Methyl amino -6- desoxy - 6- desmethyltetracyclin eine aussergewöhnliche Aktivität sowohl bei oraler als auch bei parenteraler Verabreichung gegenüber Staphylococcus aureus, Stamm Smith, und Staphylococcus aureus, Stamm Rose, bei Infektionen von Mäusen.
Staphylococcus aureus, Stamm Smith, wurde durch J. M. Smith und R. J. Dubos am Rockefeller-Institut untersucht und in Journ. Expt. Med. 103, 87 (1956) beschrieben. Staphylococcus aureus, Stamm Smith, ist Koagulase-positiv, Tellurit-negativ und ist gegenüber Tetracyclin, Penicillin, Streptomycin, Erythromycin, Carbomycin, Neomycin, Chloramphenicol und Novobiocin in vitro sensitiv. Versuche wurden unternommen, um diesen Stamm zu phagotypisieren, jedoch wurde festgestellt, dass er nicht typisierbar ist.
Staphylococcus aureus, Stamm Rose, ATCC-Nr.
14 154, wurde klinisch aus einem Abszess eines Patienten isoliert, welcher auf Behandlung mit den Tetracyclinen nicht ansprach. Dieser Organismus erwies sich als resistent gegenüber den klinisch verwendeten Tetracyclinen in vitro und in vivo. Staphylococcus aureus, Stamm Rose, ist Koagulase und Tellurit-positiv und resistent gegenüber Tetracyclin, Penicillin, Streptomycin und Erythromycin. Er ist gegenüber Carbomycin, Neomycin, Chloramphenicol und Novobiocin in vitro sensitiv. Staphylococcus aureus, Stamm Rose, wurde phagotypisiert mit den folgenden Ergebnissen:
Phagus-Schema Staphylococcus aureus 80/81
Stamm Rose
Es wurde festgestellt, dass 7-Methylamino-6-desmethyl-6-desoxytetracyclin intravenös gegenüber Staphylococcus aureus, Stamm Smith, bei Infektionen von Mäusen etwa viermal so wirksam ist wie Tetracyclin.
Wenn 7 Methylamino-6-desmethyl-6-desoxytetracyclin in einer einzigen oralen Röhrendosis gegen Staphylococcus aureus, Stamm Smith, verabreicht wird, ist es 17mal wirksamer als Tetracyclin. Zusätzlich liegen die Blutplasmaspiegel von 7- Methylamino -6- desmethyl -6- desoxytetracyclin nach einer einzelnen oralen Röhrendosis bei Mäusen etwa 5mal höher als diejenigen, die mit Desmethyl-chlortetracyclin erzielt werden.
Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, dass 7-Methylamino-6-desmethyl-6-desoxytetracyclin unter den Tetracyclinen insofern einzigartig aktiv ist, als sie eine unerwartet hohe Aktivität gegen den Tetracyclinresistenten Stamm Staphylococcus aureus, Stamm Rose, besitzt. Es stellt das einzige Tetracyclin, das bis jetzt bekannt ist, dar, welches eine orale Aktivität gegenüber dieser Tetracyclin-resistenten Infektion bei Mäusen aufweist.
So blieben bei so niedrigen oralen Dosen, wie 16mg/kg von 20 mit Staphylococcus aureus, Stamm Rose, infizierten Mäusen, welche mit 7-Methylamino-6desmethyl-6-desoxytetracyclin behandelt worden waren, 16 Stück 7 Tage nach der Infektion am Leben, während von 20 der infizierten nicht-behandelten Kontrollmäuse 19 Stück innerhalb eines Tages starben. Unter denselben Testbedingungen ist Tetracyclin unwirksam bei der maximal erträglichen Dosis von 2048 mg/kg.
Beispiel I
Umsetzung von 7-Amino-6-desmethyl-6-desoxy- tetracyclin mit Methyljodid
Eine Lösung von 265 mg 7-Amino-6-desmethyl-6desoxytetracyclin in 25 cm3 Methylcellosolve wurde bei Raumtemperatur 24 Stunden mit 0,5 cm3 Methyljodid behandelt. Es wurde ein Gemisch von 7-Dimethyl amino-6-desmethyl-6-desoxytetracyclin und 7-Methylamino-6-desmethyl-6-desoxytetracyclin erhalten.
Beispiel 2
Umsetzung von 7-Amino-6-desmethyl-6-desoxy tetracyclin mit Methylsulfat
Eine Lösung von 265 mg 7-Amino-6-desmethyl-6desoxytetracyclin in 25 cm3 Methylcellosolve wurde bei Raumtemperatur 24 Stunden mit 1 cm3 Methylsulfat behandelt. Es wurde ein Gemisch von 7-Dimethylamino6-desmethyl-6-desoxytetracyclin und 7-Methylamino-6desmethyl-6-desoxytetracyclin erhalten.
In jedem der obigen Beispiele 1 und 2 wurde auf Papierchromatogrammen 7-Dimethylamino-6-desmethyl- 6-desoxytetracyclin nachgewiesen und erwies sich durch Vergleich in drei verschiedenen Papierchromatogrammsystemen als mit dem bekannten 7-Dimethylamino-6-des- methyl-6-desoxytetracyclin identisch: 1) Butanol/Ammoniumhydroxyd, pH 8,0; Rf 0,70.
2) Versene /Butanol/Puffer, pH 8,3; Rf 0,69.
3) Nitromethan/Pyridin/Benzol/Puffer, pH 3,4; Rf 0,69.