CH637402A5

CH637402A5 - Verfahren zur herstellung von 3',4'-dideoxykanamycin b.

Info

Publication number: CH637402A5
Application number: CH1554177A
Authority: CH
Inventors: Hamao Umezawa; Sumio Umezawa; Tsutomu Tsuchiya
Original assignee: Microbial Chem Res Found
Priority date: 1976-12-16
Filing date: 1977-12-16
Publication date: 1983-07-29
Also published as: IE45912B1; HU177398B; ES465168A1; DE2756057C2; JPS5377039A; FR2374332B1; JPS6052719B2; US4169939A; AU505974B2; DE2756057A1; FR2374332A1; CA1095903A; YU298677A; ES474759A1; ATA899477A; BE861958A; AU3061077A; AT356815B; SE7714304L; IE45912L

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines neuen 45 Verfahrens zur synthetischen Herstellung von DKB, welches frei ist von den Nachteilen des bekannten Verfahrens nach dem Stand der Technik, wie in der britischen Patentschrift 11 349 302 beschrieben. Weiterer Gegenstand ist die Schaffung eines neuen, verbesserten Verfahrens zur synthetischen Her-50 Stellung von DKB, das mit einer geringeren Anzahl von Verfahrensstufen durchgeführt werden kann und wobei man DKB in einer Ausbeute erhält, die der gemäss dem neuen Syntheseverfahren, wie es in der britischen Patentanmeldung Nr. 49034/76 und in der US-Anmeldung SN. 745 015 55 beschrieben ist, noch überlegen ist. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Als Ergebnis weiterer Forschungen wurde gefunden, dass selbst wenn man das neue Verfahren zur Synthese von DKB, wie es in den oben bezeichneten britischen und US-Anmel-60 düngen beschrieben ist, abändert, indem man die Sulfonyl-Aminoschutzgruppe durch eine andere Aminoschutzgruppe ersetzt, nämlich eine unsubstituierte oder substituierte Benzyl-oxycarbonylgruppe, DKB nach den gleichen aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen wie oben beschrieben hergestellt 65 werden kann, mit der Ausnahme, dass die Zwischenprodukte, 3 ' ,4' -di-O-sulfonylierte oder 3 ' ,4' ,2" -tri-O-sulfony-lierte Kanamycin B Derivate, sowohl mit einem Alkalimetall-jodid als auch einem reduzierenden Metall, wie Zinkstaub,

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umgesetzt werden müssen, um in das entsprechende 3',4'-Dideoxy-3'-eno-kanamycin B Derivat überführt werden zu können, und dass überraschenderweise die Gesamtausbeute an DKB, gemessen am als Ausgangsmaterial verwendeten Kanamycin B, um etwa 10% oder mehr verbessert werden kann, indem man ein derart abgeändertes Verfahren anwendet, so dass die Gesamtausbeute an DKB 50% oder noch mehr erreichen kann.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind die beiden im Anspruch 1 beschriebenen alternativen Verfahren zur Herstellung von 3',4'-Dideoxykanamycin B der Formel (I):

NH

OH

IJH

(I)

HO

Die Herstellung des geschützten 3',4'-Dideoxy-3'-eno-kana-mycin B Derivats der Formel (II), welches als Ausgangsmaterial für die beiden erfindungsgemässen alternativen Verfahren verwendet wird, wird noch weiter unten eingehend beschrieben. Die in dem geschützten 3',4'-Dideoxy-3'-eno-kanamycin B Derivat (II) enthaltene Gruppe R1 kann eine unsubstituierte oder substituierte Benzyloxycarbonylgruppe der Formel:

bedeuten, worin R3 für Wasserstoff oder eine Aminogruppe, eine Halogengruppe, eine Niedrigalkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe, wie Phenyl oder Phe-noxy, eine Aralkylgruppe, wie Benzyl, oder einen Benzolring, der mit der Phenylgruppe, die in der obigen Formel dargestellt ist, kondensiert ist und so einen Naphthalinring bildet, steht. Geeignete Beispiele für unsubstituierte oder substituierte Benzyloxycarbonylgruppen als Aminoschutzgruppe R1 sind Benzyloxycarbonyl, p-Chlorbenzyloxycar-bonyl, p-Aminobenzyloxycarbonyl, m- oder p-Isopropyl-benzyloxycarbonyl, p-Phenylbenzyloxycarbonyl, p-Pheno-xybenzyloxycarbonyl und a- oder ß-Naphthylmethyloxycar-bonylgruppen. Die Hydroxylschutzgruppe R2 steht für eine Niedrigalkylsulfonylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methylsulfonyl, Äthylsulfonyl, Propylsulfonyl, Isopro-pylsulfonyl und Butylsulfonyl; eine Arylsulfonylgruppe, wie

Benzolsulfonyl und ein substituiertes Benzolsulfonyl, beispielsweise p-Toluolsulfonyl, o-Nitrobenzolsulfonyl, p-Nitrobenzolsulfonyl, p-Methoxybenzolsulfonyl und 1-oder 2-Naphthalinsulfonyl; oder eine Aralkylsulfonyl-gruppe, wie Benzylsulfonyl.

Gemäss der ersten Alternative des erfindungsgemässen Verfahrens wird in Stufe a) das geschützte 3 ' ,4' -Dideoxy-3 ' -eno-kanamycin B Derivat (II) in Anwesenheit von flüssigem Ammoniak mit einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall umgesetzt. Bei dieser Umsetzung werden die Aminoschutzgruppe R1 und die Hydroxylschutzgruppe R2 (falls eine solche anwesend ist) gleichzeitig aus der Verbindung (II) entfernt. Diese Reaktion kann bevorzugt so erfolgen, dass man die Verbindung (II) in flüssigem Ammoniak löst und Stücke eines oder mehrerer Alkalimetalle, wie Lithium, Natrium und Kalium, oder eines Erdalkalimetalles, wie Kalzium, Magnesium oder Barium, zu der Lösung der Verbindung (II) in flüssigem Ammoniak gibt. Wenn man flüssigen Ammoniak verwendet, kann die Reaktionstemperatur im Bereich von —80°C bis —30°C liegen. Die Reaktionszeit kann vorteilhaft im Bereich von 0,2 bis 12 Stunden liegen. Geeignete Mengen an Alkalimetall oder Erdalkalimetall sind von etwa 10 bis 100 Mol pro Mol Verbindung (II). Die Alkalimetalloder Erdalkalimetallstücke können auf einmal oder auch portionenweise zugegeben werden.

Wenn die Reaktion vollständig ist, mischt man Wasser, ein Niedrigalkanol, wie Methanol oder Äthanol, oder Ammoniumchlorid mit der Reaktionsmischung, um überschüssiges (nicht umgesetztes)Alkalimetall oder Erdalkalimetall zu entfernen, entfernt dann das Lösungsmittel durch Eindampfen oder Destillieren aus der Reaktionsmischung und nimmt den so erhaltenen Rückstand in einem Volumen Wasser auf. Die erhaltene wässrige Lösung wird dann gereinigt, beispielsweise durch Säulenchromatographie an einem Kationenaustauscherharz, wie Dowex 50Wx2 (H cycle) (ein Produkt von Dow Chemical Co. USA) wobei man dann 3',4'-Dideoxy-3'-eno-Kanamycin B der Formel (III) in gereinigter Form erhält.

Das so erhaltene 3',4'-Dideoxy-3'-eno-kanamycin B wird dann in Stufe b) der ersten erfindungsgemässen Alternative hydriert, wobei man dann 3' ,4'-Dideoxykanamycin B als Endprodukt erhält. Diese Hydrierung kann so durchgeführt werden, dass man gasförmigen Wasserstoff mit einer Lösung der Verbindung (III) in einem inerten Lösungsmittel, vorteilhaft Wasser, einem Alkanol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methanol, Äthanol und Isopropanol ödere Aceton, Dioxan, Pyridin, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid, Cyclohexan und Äthylacetat, oder in Mischungen von zwei oder mehr dieser Lösungsmittel umsetzt. Die Reaktionsmischung enthält auch einen bekannten Hydrierungskatalysator, wie Raney Nickel, Platin, Platinoxyd, Palladium-auf-Aktivkohle, Palladiumoxyd, Kobalt, einen Rhodiumkomplex, Kupfer oder Eisen. Die Hydrierung kann bei einer Temperatur von —40°C bis + 120°C und bevorzugt bei Umgebungstemperatur oder einer Temperatur bis zu 100°C erfolgen. Obwohl die Hydrierung unter atmosphärischem Druck leicht vonstatten geht, kann sie doch bei einem erhöhten Druck von beispielsweise 5 bis 100 kg/cm2 wirksamer durchgeführt werden. Geeignete Reaktionszeiten sind 0,5 bis 48 Stunden. Durch diese Hydrierung wird die Doppelbindung zwischen den 3' - und 4'-Kohlenstoffatomen des 3',4'-Dideoxy-3'-enokanamycin B (III) gesättigt und man erhält das DKB der Formel (I).

Das so erhaltene DKB kann, falls gewünscht, auf bekannte Weise, beispielsweise durch Säulenchromatographie, gereinigt und in seine Säureadditionssalze, wie Sulfat, Hydro-chlorid, Methansulfonat und dergleichen überführt werden, indem man es mit einer Säure, wie Schwefelsäure, Chlorwas-

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serstoffsäure, Methansulfonsäure und dergleichen umsetzt. Wenn man DKB mittels Säulenchromatographie reinigt, erhält man das Produkt häufig in Form des Carbonats, da während der Chromatographie Kohlendioxyd aus der Atmosphäre absorbiert wird.

Die Herstellung des als Ausgangsmaterial verwendeten, geschützten 3 ' ,4' -Dideoxy-3 ' -eno-kanamycin-B-Derivats der Formel (II) kann wie folgt durchgeführt werden.

Man setzt Kanamycin B (in Form der freien Base) mit einem Benzyloxycarbonylhalogenid-Reagens der Formel (IV)

-oco-ch r.

ch2ocox

(iv)

worin

R3 für ein Wasserstoffatom, eine Aminogruppe, eine Halogengruppe, eine Niedrigalkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Aralkylgruppe, wie oben bereits beschrieben, steht und X ein Chlor oder Bromatom bedeutet,

in an sich bekannter Weise, um eine Aminogruppe zu schützen, um, so dass die 5 Aminogruppen von Kanamycin B mit den Aminoschutzgruppen maskiert sind, nämlich den unsubstituierten oder substituierten Benzyloxycarbonyl-gruppen der Formel r-

bedeutet, worin R3 für die oben angegebenen Bedeutungen steht. Die Umsetzung von Kanamycin B mit dem die Benzyl-oxycarbonylgruppe einführenden Reagens der Formel (IV) io kann dadurch erfolgen, dass man Kanamycin B und das Reagens (IV) im wesentlichen in einem Molverhältnis von 1:5, gelöst in Wasser, einem Niedrigalkanol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Äthanol oder Dioxan, oder einem Lösungsmittelgemisch, bei einer Temperatur von — 30°C bis +50°C in is Gegenwart eines Alkalimetallhydroxids oder Alkalimetall-carbonats, wie Natriumcarbonat, umsetzt.

Das so hergestellte penta-N-benzyloxycarbonylierte Kanamycin B (V) wird dann mit einem Alkylidenierungsmittel, Arylidenierungsmittel, Cyclohexylidenierungsmittel oder 20 Tetrahydropyranylidenierungsmittel umgesetzt, um ein Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen in eine Acetat- oder Ketalgruppe zu überführen, um diese Hydroxylgruppen zu schützen, wobei man dann ein 4",6"-0-geschütztes Derivat der Formel (VI) erhält:

NHR

ch2oco-

wobei man ein penta-N-benzyloxycarbonyliertes Kanamycin B der Formel (V) erhält:

CHgNHR1

(VI)

worin R1 jeweils die gleichen Bedeutungen aufweist wie sie für R' in der Formel (II) angegeben sind und die Benzyloxy-carbonylgruppe der Formel so worin

R1 die oben angegebenen Bedeutungen besitzt und Z eine Alkyliden-, Aryliden-, Cyclohexyliden oder Tetrahy-dropyranylidengruppe bedeutet.

Die Umsetzung der Verbindung (V) mit dem Alkylidenie-55 rungs-, Arylidenierungs-, Cyclohexylidenierungs- oder Tetrahydropyranylidenierungsmittel erfolgt in einem geeigneten, aprotischen, organischen Lösungsmittel, wie Dime-thylformamid, in Gegenwart einer katalytischen Menge einer Säure, beispielsweise Schwefelsäure oder p-Toluolsulfon-60 säure, unter wasserfreien Bedingungen bei einer niedrigeren Temperatur von beispielsweise 10-80°C, wie in der Beschreibung der US-PS 3 929 762 erwähnt. Geeignete Alkylidenie-rungs-, Arylidenierungs-, Cyclohexylidenierungs- oder Tetrahydropyranylidenierungsmittel sind 2,2'-Dimethoxy-65 propan, Anisaldehyd, 1,1-Dimethoxycyclohexanund 1,1-Dimethoxytetrahydropyran. Falls gewünscht, kann man die beiden oben genannten Verfahrensstufen auch in umgekehrter Reihenfolge durchführen, so dass man Kanamycin

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zuerst mit dem Alkylidenierungs-, Arylidenierungs-, Cyclohexylidenierungs- oder Tetrahydropyranylidenierungsmittel umsetzt, um die 4"- und 6"-Hydroxylgruppen zu schützen und anschliessend die Umsetzung mit dem Reagens der Formel (IV) durchführt, wobei die Aminogruppen geschützt werden.

Das wie oben beschrieben erhaltene 4",6"-0-geschützte Derivat (VI) wird dann mit einem Sulfonsäurehalogenid der Formel (VII)

R4SChX (VII)

umgesetzt, worin

R4 eine Niedrigalkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe, wie Phenyl und Naphthyl oder eine Aral-kylgruppe, wie Benzyl, bedeutet und X ein Chlor- oder Bromatom bedeutet,

wobei die 3'- und 4'-Hydroxylgruppen und gelegentlich die 2"-Hydroxylgruppe sulfoniert werden und man so ein 3',4'-Di-O-sulfonyl- oder 3',4',2"-0-Trisulfonylprodukt der Formel (VIII) erhält:

ov/

0

wo

NHR

0

(VIII)

z

OR

worin

R1 und Z die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, W für die Sulfonylgruppe -SO2R4 steht, worin R4 die angegebenen Bedeutungen besitzt, und

R2 für ein Wasserstoffatom steht, oder die für W angegebenen Bedeutungen hat,

oder man erhält eine Mischung des 3 ' ,4' -Di-O-Sulfonylpro-dukts und des 3',4',2"-Tri-0-Sulfonylprodukts. Die Verfahrensstufe zur Herstellung des sulfonylierten Produkts (VIII) kann in einem basischen Lösungsmittel, wie Pyridin oder Picolin, bei einer niedrigen Temperatur von beispielsweise -30°C bis 50°C erfolgen.

Das Sulfonylprodukt (VIII) wird dann mit einem Alkali-metalljodid oder -bromid und einem reduzierenden Metall, wie Zinkpulver, umgesetzt, um die Sulfonsäureestergruppen aus den 3'- und 4'-Stellungen zu entfernen, wobei man dann das 3 ' ,4' - ungesättigte Derivat (3 ' -Eno-derivat) der Formel (IX) erhält:

T

CH~NHR~

0

OCH

z

NHR

OR'

worin

R1, Z und R2 die oben angegebenen Bedeutungen haben. Diese Reaktionsstufe kann man durchführen, indem man ein Alkalimetalljodid, wie Kaliumjodid oder Natriumjodid, sowie ein reduzierendes Metall, wie Zinkpulver, einer Lösung des Sulfonylprodukts (VIII) in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, zusetzt und die Reaktion bei einer Temperatur von 50 bis 150°C während 15 Minuten bis 3 Stunden ablaufen lässt. Wenn, wie es im vorliegenden Verfahren der Fall ist, die Aminoschutzgruppe für die Aminogruppen des Kanamycins die Benzyloxycarbonyl-gruppe ist, so wurde nun gefunden, dass die gleichzeitige Verwendung eines Alkalimetalljodids oder -bromids und eines reduzierenden Metalls, wie Zinkpulver, notwendig ist, um das sulfonierte Produkt (VIII) in das entsprechende 3',4'-ungesättigte Derivat, das 3 ' ,4' -Dideoxy-3 ' -eno-derivat (IX) zu überführen. Dies ist anders als bei dem Verfahren, bei dem die Aminoschutzgruppe eine Sulfonylgruppe ist, das in der japanischen Patentanmeldung 146903/75, der britischen Patentanmeldung 49034/76 und der US-Patentanmeldung SN 745 015 beschrieben ist.

Das 3',4'-ungesättigte Derivat (IX) wird dann in an sich bekannterWeise behandelt, um die Alkyliden- Aryliden-, Cyclohexyliden- oder Tetrahydropyranylidengruppe Zzu entfernen, welche die 4"- und 6"-Hydroxylgruppen schützt. Diese Verfahrensweise hängt von der Art der Schutzgruppe -Z- ab und die Entfernung der Isopropyliden-, Benzyliden-, Cyclohexyliden- und Tetrahydropyranylidengruppe als Schutzgruppe -Z- kann mittels milder Hydrolyse unter Verwendung verdünnter Chlorwasserstoffsäure oder wässriger Essigsäure erfolgen. Entfernung der 4",6"-0-Schutzgruppe -Z- aus dem 3'-Eno-Produkt (IX) ergibt das aminoge-schützte 3',4'-Dideoxy-3'-eno-kanamycin B-Derivat der obigen Formel (II).

Eine Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von DKB, dessen Ausgangsverbindung der Formel II durch folgende Stufen erhalten wird:

a) Man setzt Kanamycin B mit einem Benzyloxycarbonyl-halogenid der obigen Formel (IV) um, wobei man die fünf

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Aminogruppen von Kanamycin B mit einer unsubstituierten oder substituierten Benzyloxycarbonylgruppe schützt und dabei das penta-N-benzyloxycarbonylierte Kanamycin B der obigen Formel (V) erhält,

b) man setzt die Verbindung der Formel (V) mit einem Alkylidenierungsmittel, Arylidenierungsmittel, Cyclohexyli-denierungsmittel oder Tetrahydropyranylidenierungsmittel um, wobei man ein Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen des Kanamycin B Moleküls schützt und erhält dabei das 4",6"-0-geschützte Derivat der obigen Formel (VI),

c) man setzt die Verbindung der Formel (VI) mit einem Sulfonsäurehalogenid der obigen Formel (VII) um, wobei man die 3' - und 4'-Hydroxylgruppen und gelegentlich auch die 2"-Hydroxylgruppe sulfoniert und dabei das 3',4'-Di-0-Sulfonyl- oder 3' ,4' ,2"-Tri-0-sulfonylprodukt der obigen Formel (VIII) oder eine Mischung des 3',4'-Di-0-sulfonyl-und des 3',4',2"-Tri-0-sulfonylprodukts erhält,

d) man setzt das Sulfonylprodukt der Formel (VIII) entweder allein oder in Mischung mit einem Alkalimetallbromid oder -jodid und einem reduzierenden Metall um, wobei man 3' - und 4'-Sulfonsäureestergruppe aus der Verbindung (VIII) entfernt und somit das 3 ' ,4' -ungesättigte Derivat der obigen Formel (IX) erhält,

e) man behandelt die Verbindung der Formel (IX) auf an sich bekannte Weise zur Entfernung der Schutzgruppe -Z-der 4".- und 6"-Hydroxylgruppen und erhält dabei das ami-nogeschützte 3',4'-Dideoxy-3'-eno-kanamyein B Derivat der Formel (II).

In der zweiten erfindungsgemässen Alternative, in welcher das aminogeschützte 3', 4'-Dideoxy-3'-eno-kanamyein B Derivat der Formel (II) dirkt mit Wasserstoff katalytisch hydriert wird, kann das Zwischenprodukt, das aminogeschützte 3 ' ,4' -Dideoxykanamycin B Derivat der Formel (X)

CH NHR1 2

HHR

worin R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, gegebenenfalls ein teilweise nicht mehr geschütztes Produkt enthalten, welches durch die Entfernung eines Teils der Aminoschutzgruppen (R1) durch die Hydrierung gebildet wird. Das Zwischenprodukt der Formel (X) und das oben erwähnte teilweise nicht mehr geschützte Produkt führt dann durch Behandlung mit einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall in Gegenwart von flüssigem Ammoniak, unter Abspaltung der Schutzgruppen R1 und R2 (wenn letzteres nicht für Wasserstoff steht) zum gewünschten 3',4'-Dideoxykana-myein B.

s In Stufe a) der zweiten Alternative erhält man bei der kata-lytischen Hydrierung der Verbindung (II) das aminogeschützte 3',4'-Dideoxy-3'-eno-kanamyein B Derivat (X). Nach dieser Hydrierung kann jedoch manchmal, abhängig von der Art des verwendeten Hydrierungskatalysators, ein io Teil der amino-schützenden Benzyloxycarbonylgruppen (R1) aus der Verbindung (X) entfernt sein. Demgemäss verwendet man vorzugsweise Platinoxyd oder Palladiumoxyd als Katalysator, da diese Katalysatormaterialien selektiv die 3',4'-ungesättigte Bindung der Verbindung (X) hydrieren, ohne ls eine Abspaltung der Benzyloxycarbonylgruppen (R1) zu bewirken. Die teilweise nicht mehr geschützte Verbindung (X) kann jedoch als solche in der anschliessenden Stufe b) verwendet werden, wo man die Schutzgruppen entfernt, um das gewünschte Produkt, DKB, zu erhalten. 20 In Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens kann man DKB aus Kanamycin B in vorteilhaft hoher Ausbeute und mit den folgenden weiteren Vorteilen erhalten.

1) Die einzelnen Stufen der Synthese von DKB aus Kana-25 myein B sind einfach durchzuführen, und die Gesamtausbeute an DKB beträgt 50% oder mehr, bezogen auf das eingesetzte Kanamycin B.

2) Die Anzahl der zur Synthese von DKB erforderlichen Verfahrensstufen ist verringert, da eine getrennte Stufe, wäh-

30 rend der die 2"-Hydroxylgruppe durch eine Acylgruppe, wie Ankanoyl und Aroyl, geschützt wird, wie dies in den bekannten Verfahren nach dem Stand der Technik nötig war, unterlassen werden kann, und

3) die Entfernung der Schutzgruppen von den 5 Amino-35 gruppen und der 2"-Hydroxylgruppe kann auf einmal erfolgen, wobei keine Nebenrekationen stattfinden.

Es wurde vorgeschlagen, dass einige der unsubstituierten oder substituierten Benzyloxycarbonylgruppen, welche als 4o Aminoschutzgruppen (R1) im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden, allgemein zum Schutz der Aminogruppen von Kanamycin B bei der Synthese eines Kanamycin B Derivates zur Verfügung stehen (vgl. japanische Patentveröffentlichung 7595/75, britisches Patent 1 349 302 und US PS 45 3 929 762), und es wird dann festgestellt, dass die Entfernung der Benzyloxycarbonylgruppe von den Aminogruppen nur durch katalytische Hydrogenolyse oder saure Hydrolyse, beispielsweise in wässriger Essigsäure oder Bromwasserstoffsäure, erfolgt. Im Gegensatz dazu wird bei dem erfindungsge-50 mässen Verfahren zur Entfernung der Benzyloxycarbonylgruppe von den Aminogruppen das spezielle Verfahren angewandt, dass man mit einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall in Gegenwart von flüssigem Ammoniak behandelt,

anstatt die katalytische Hydrogenolyse oder saure Hydrolyse 55 anzuwenden, die üblicherweise für diesen Zweck verwendet wird. Bei der Entfernung der aminoschützenden Benzyloxycarbonylgruppen wird bei dem erfindungsgemässen Verfahren die Hydroxyl-Schutzgruppe (die Niedrigalkylsul-fonyl-, Arylsulfonyl- oder Aralkylsulfonylgruppe) gleich-60 zeitig von der 2"-Hydroxylgruppe entfernt, falls eine solche Hydroxylschutzgruppe vorhanden ist. Andererseits ist bekannt, dass man die Benzyloxycarbonylgruppe von der benzyloxyearbonylierten Aminogruppe abspalten kann,

wenn man letztere mit metallischem Natrium in flüssigem 65 Ammoniak behandelt [vgl. beispielsweise Sifferd und Vi-gneauds Artikel in «J. Biol. Chem.» Band 108, S 753 (1935)].

Trotzdem wurde dieses bekannte Verfahren der Entfernung der amino-schützenden Benzyloxycarbonylgruppe nie-

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mais bei der synthetischen oder semisynthetischen Herstellung von Aminoglycosid-Antibiotika verwendet. Denn es war nicht zu erwarten, dass die komplizierte Molekularstruktur von Kanamycin B als eines der Aminoglycosid-Anti-biotika durch eine Behandlung mit einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall in flüssigem Ammoniak unbeschädigt bleiben würde, und dass man durch die Behandlung mit einem Alkali- oder Erdalkalimetall in flüssigem Ammoniak die gleichzeitige Entfernung der schützenden Sulfonylgruppe von der 2"-Hydroxylgruppe des Kanamycin B Moleküls bewirken könne.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, wurde nun neu gefunden, dass das aminogeschützte 3 ' ,4' -Dideoxy-3 ' -eno-kanamycin-B-Derivat der Formel (II), welches die Benzyloxycarbonylgruppen zum Schutz der fünf Aminogruppen enthält, als Ausgangsmaterial oder als Zwischenprodukt bei der Synthese von DKB verwendet werden kann. Diese neue Erkenntnis war nur möglich, nachdem die Anmelder in den gleichzeitig laufenden Anmeldungen, nämlich der japanische Anmeldung Nr. 146903/75, der britischen Anmeldung 49034/76 und der US-Anmeldung SN 745 015 gefunden hatten, dass das Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen von Kanamycin B selektiv in eine Acetal- oder Ketalgruppe umgewandelt werden kann, um sie zu schützen, ohne das Paar der 3' - und 4'-Hydroxylgruppen zu maskieren, wenn das Alkylidenierungs-, Arylidenierungs-, Cyclohexylidenierungs- oder Tetrahydropyranylidenierungsmittel unter den vorstehend beschriebenen, geregelten Reaktionsbedingungen umgesetzt wird. Auf dieser Grundlage fand man, dass die unsubstituierte oder substituierte Benzyloxycarbonylgruppe anstelle der Niedrigalkylsulfonyl-, Arylsulfonyl- oder Aral-5 kylsulfonylgruppe verwendet werden kann, um die Aminogruppen zu schützen, dass sogar wenn die 2"-Hydroxylgruppe gleichzeitig mit der Sulfonierung der 3 ' - und 4'-Hydroxylgruppen sulfoniert werden kann, dies die anschliessenden Verfahrensstufen nicht negativ beeinflusst, io und dass es sogar vorteilhaft ist, die Sulfonylgruppe gleichzeitig von der sulfonierten 2"-Hydroxylgruppe zu entfernen, wenn die amino-schützenden Benzyloxycarbonylgrupen entfernt werden. Dadurch, dass ausserdem die Entfernung der Aminoschutzgruppe und der Hydroxylschutzgruppe von der ls 2"-Hydroxylgruppe bei dem erfindungsgemässen Verfahren praktisch quantitativ erfolgt, erhält man einen unerwarteten Vorteil insofern, als dadurch die Gesamtausbeute an DKB (bezogen auf das eingesetzte Kanamycin B) auf etwa 50% oder mehr erhöht wird, was noch etwa 10% mehr als die 20 Gesamtausbeute von etwa 40% DKB ist, die mit den gleichzeitig laufenden Anmeldungen erreicht werden konnten.

Die nachstehenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie einzuschränken.

2s Beispiel 1

1) Herstellung von penta-N-Benzyloxycarbonyl-4"-6"-0-cyclohexyliden-Kanamycin B

CH2NH3z

NH3z

KK3z

Mm* ..

NHBz

Benzyloxycarbonyl)

4,7 g Kanamycin B (freie Base) löst man in 50 ml Wasser und gibt nacheinander 6 g Natriumcarbonat und dann 100 ml Dioxan, gefolgt von 9,0 g Benzyloxycarbonylchlorid zu. Man rührt die so erhaltene Mischung 4 Stunden bei Umgebungstemperatur, konzentriert die Reaktionsmischung und giesst das Konzentrat in Wasser. Die unlöslichen Stoffe werden abfiltriert, mit Wasser gewaschen und gut getrocknet. Dann nimmt man diesen Feststoff in 50 ml Dimethylformamid auf, gibt dann 4 ml Cyclohexanon-dimethylketal (d.h. 1,1-Dimet-hoxycyclohexan) und eine katalytische Menge (100 mg) wasserfreie p-Toluolsulfonsäure zu. Man lässt die Reaktionsmischung über Nacht stehen, giesst sie dann in ein grosses Volumen 8-molaren wässrigen Ammoniaks, entfernt die 60 Feststoffe, die sich abgesetzt haben, durch Filtrieren, wäscht mit Wasser und erhält so das Titelprodukt.

Die Ausbeute beträgt 9,68 g (91 %).

[<x]d + 48° (c 1, Pyridin).

6s Analyse C64H75N5O20

Ber.: C 62,28; H 6,12; N 5,67%

Gef.: C 62,19; H 6,18; N 5,77%

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2) Herstellung von penta-N-Benzyloxycarbonyl-3',4',2"-tri-0-benzylsulfonyi-4",6"-0-cyclohexyliden-Kanamycin B

C^MKBz

NHBz

(Bz = Benzyloxycarbonyl, Bs = Benzylsulfonyl) schlag wird durch Filtrieren gesammelt, mit Wasser gewa-

Man löst 200 mg des in Stufe 1) erhaltenen Produkts in 4 ml 30 sehen und getrocknet, wonach man dann das Titelprodukt Pyridin, kühlt die erhaltene Lösung auf -20°C und gibt dann erhält. Die Ausbeute beträgt 272 mg (99%). 123 mg Benzylsulfonylchlorid zu. Man lässt die Mischung 4,5 [«]□ + 59° (c 0,8, Dioxan).

Stunden bei dieser Temperatur stehen, setzt dann 0,1 ml

Wasser zu, um das nicht umgesetzte Benzylsulfonylchlorid zu Analyse C85H93N5O26S3 zersetzen, engt die Reaktionsmischung durch Eindampfen 35

des Lösungsmittels ein und giesst die konzentrierte Lösung in Ber.: C 60,14; H 5,53; N 4,13; S 5,67%

eine 0,05%ige wässrige Natriumcarbonatlösung. Der Nieder- Gef.: C 59,90; H 5,45; N 4,03; S 5,67%

3) Herstellung von penta-N-Benzyloxycarbonyl-2" -O-benzylsulfonyl-4" ,6 " -O-cyclohexyliden-3 ' ,4' -dideoxy-3 ' -eno-kanamyein B

CH-NHBz

NHBz

G3s

(Bz) = Benzyloxycarbonyl, Bs = Benzylsulfonyl)

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Man suspendiert 169 mg des in Stufe 2) erhaltenen Produkts mit 1,7 g Natriumjodid und 840 mg Zinkpulver in 3,4 ml Dimethylformamid und rührt die so erhaltene Suspension 35 Minuten bei 95°C. Nach dem Abkühlen wird die ver-. festigte Reaktionsmischung mit Chloroform extrahiert. Der Extrakt in Chloroform wird mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und zu einem Sirup eingeengt. Dann nimmt man diesen Sirup in heissem Chloroform auf und setzt der erhaltene Lösung Hexan zu, wonach das Titelprodukt als eine feste Substanz ausfällt. Die Ausbeute beträgt 115 mg (86%).

[a]55 + 12,5° (c0,8, Dioxan).

NMR-Spektrum (in CDCh) 0 5,6 (2H AB Quartett, J = ca. 11 Hz, H-3',4').

Analyse C71H79N5O20S

Ber.: C 62,96; H 5,88; N 5,17; S 2,37%

Gef.: C 62,73; H 5,96; N 5,04; S 2,32%

5) Herstellung von 3' ,4'-Dideoxy-3'-eno-kanamyein B (gemäss der ersten Ausführungsform)

CH2MH2

4) Herstellung von penta-N-Benzyloxycarbonyl-2"-0-benzylsulfonyl-3 ' ,4' -dideoxy-3 ' -eno-kanamyein B

CH2NHBz

NHBz

OBs

(Bz = Benzyloxycarbonyl, Bs = Benzylsulfonyl)

Man löst 115 mg des in der obigen Stufe 3) erhaltenen Produkts in einer Mischung von 0,25 ml Dioxan, 0,15 ml Wasser und 1,6 ml Essigsäure und erhitzt die erhaltene Lösung 2,5 Stunden bei 80°C. Man engt die Reaktionslösung ein, nimmt den erhaltenen Rückstand in Dioxan auf und gibt dann Wasser zu, worauf das Titelprodukt als Feststoff ausfällt. Dieses wird durch Filtrieren gesammelt und getrocknet. Die Ausbeute beträgt 104 mg (96%).

[<x]d +10° (c 0,2, Dioxan).

30 Man löst 61 mg des in Stufe 4) erhaltenen penta-N-Benzyl-oxycarbonyl-2" -O-benzylsulfonyl-3 ' ,4' -dideoxy-3 ' -eno-kanamyein B in etwa 18 ml flüssigem Ammoniak bei —50°C und gibt anschliessend etwa 120 mg metallisches Natrium zu. Man rührt die Mischung 1 Stunde vorsichtig bei - 50°C und 3s gibt dann Methanol zu, um das überschüssige metallische Natrium zu entfernen. Dann lässt man die Reaktionsmischung sich langsam auf Raumtemperatur erwärmen, wobei der Ammoniak verdampft. Der so erhaltene Rückstand wird in Wasser gelöst, die Mischung mit 4 ml eines Kationenaus-40 tauscherharzes, Dowex 50Wx2 (H cycle) unter Rühren versetzt. Man gibt die Mischung, die dieses Harz enthält, oben auf eine Säule von 3,5 ml des gleichen Harzes, Dowex 50Wx2, wäscht die gesamte Harzkolonne gründlich mit Wasser und eluiert dann unter Verwendung von 1 molarem 45 wässrigem Ammoniak als Entwicklungsmittel. Man sammelt das Eluat in Fraktionen, vereinigt diejenigen Fraktionen, welche Ninhydrin-positive Reaktionen zeigten, und konzentriert zur Trockne, wobei man dann 3',4'-Ôideoxy-3'-eno-kanamyein B in Form des Mono-carbonats erhält. Die Aus-50 beute beträgt 23,8 mg (97%).

Md +44° (c 0,4, Wasser).

Diese Verbindung zeigt antibakterielle Aktivität.

Analyse CisHssNsOs-HîCCb

Ber.: C 44,61; Gef.: C 44,76;

H 7,29; H 7,51;

N 13,41% N 13,75%

Analyse C65H71N5O20S

Ber.: C 61,26; Gef.: C 61,35;

H 5,62; H 5,63;

N 5,50; N 5,22;

S 2,52% S 2,89%

6) Herstellung von 3 ' ,4' -Dideoxykanamycin B 60 Man löst 12,1 mg des in Stufe 5) erhaltenen Produkts in 0,3 ml Wasser, dem man dann eine katalytische Menge (etwa 5 mg) Platinoxyd zugibt. Dann hydriert man 1,5 Stunden mit Wasserstoff bei einem Druck von 3,5 kg/cm2, filtriert die Reaktionslösung ab, um den Katalysator zu entfernen, engt 65 das Filtrat zur Trockne ein, wobei man dann das gewünschte Produkt, 3',4'-Dideoxykanamycin B in Form des Monocar-bonats erhält. Die Ausbeute beträgt 11,5 mg (95%). [a]o + 110° (c 1, Wasser). Die Gesamtausbeute an 3 ' ,4' -

15

637402

Dideoxykanamycin B, bezogen auf das Ausgangsprodukt, Kanamycin B, beträgt 57%.

Das gemäss diesem Beispiel erhaltene Produkt war hinsichtlich des NMR-Spektrums, IR-Spektrums und antibakteriellen Spektrums in völligem Einklang mit einer zuvor hergestellten authentischen Probe von DKB.

Analyse CisHtaNsOs-HhCCh

Ber.: C 44,43; H 7,66; N 13,64%

Gef.: C 44,91; H 7,96; N 13,63%

Beispiel 2

1) Herstellung von penta-N-Benzyloxycarbonyl-2"-0-benzylsulfonyl-3',4'-dideoxykanamycin B (gemäss der dritten erfindungsgemässen Ausführungsform)

NHBz

(Bz = Benzyloxycarbonyl, Bs = Benzylsulfonyl 1). 40

Man löst 108 mg des in Stufe 4) in Beispiel 1 erhaltenen penta-N-Benzyloxycarbonyl-2" -O-benzylsulfonyl-3 ' ,4' -dideoxy-3'-eno-kanamyein B in 3 ml einer Mischung von Wasser und Dioxan (1:1 bezogen auf das Volumen) und gibt « dann 30 mg Platinoxyd zu. Dann hydriert man wie in Stufe 6) von Beispiel 1 beschrieben und erhält dabei das Titelprodukt in einer Ausbeute von 106 mg (98%).

2) Herstellung von 3 ' ,4' -Dideoxykanamycin B

Das in Stufe 1 dieses Beispiels erhaltene Hydrierungspro- so dukt löst man bei — 50°C in flüssigem Ammoniak und behandelt es dann wie in Stufe 5) in Beispiel 1 beschrieben, um die Schutzgruppen, nämlich die Benzyloxycarbonylgruppen und die Benzylsulfonylgruppe, zu entfernen. Man erhält 3',4'-Dideoxykanamycin B als Monocarbonat in einer Ausbeute von 39 mg (95%, bezogen auf das penta-N-Benzyloxy-car-bonyl-2 " -O-benzylsulfonyl-3 ' ,4' -dideoxy-3 ' -eno-kana-myein B).

[cc]2d5 + 109° (cl, Wasser).

Die Gesamtausbeute an DKB betrug in diesem Beispiel 51%, bezogen auf die Ausgangsverbindung Kanamycin B.

b

Claims

637 402

1) Man verwendet Kanamycin B als Ausgangsmaterial,

s setzt es mit einem Alkoxycarbonylhalogenid um, um die fünf Aminogruppen des Kanamycin B Moleküls durch die Alko-xycarbonylgruppe als Aminoschutzgruppe zu schützen, und schützt dann das 3' -und 4' -Hydroxylgruppenpaar sowie das 4"- und 6"- Hydroxylgruppenpaar, indem man sie mit einem io Alkylidenierungs-, Arylidenierungs-, Cyclohexylidenie-rungs- oder Tetrahydropyranylidenierungsmittel umsetzt, wobei man sie in eine Acetal- oder Ketalgruppe überführt. Anschliessend wir die 2"-Hydroxylgruppe mit einer Alka-noyl- oder Aroylgruppe, welche als herkömmliche Hydroxyl-i5 schutzgruppen bekannt sind, geschützt und anschliessend entfernt man das Paar der 3' - und 4'-Hydroxylgruppen selektiv durch Behandeln mit verdünnter Säure. In den nachfolgenden Stufen verfährt man nacheinander wie folgt: Man sulfoniert die so freigesetzten 3' - und 4'-Hydroxylgruppen, 20 knüpft zwischen den 3'- und 4'-Kohlenstoffatomen eine Doppelbindung, indem man das 3',4'-disulfonierte Produkt mit einem Alkalimetallbromid, oder -jodid und Zinkpulver behandelt, und anschliessend hydriert man die Doppelbindung. Danach wird die Schutzgruppe für das Paar der 4"-25 und 6"-Hydroxylgruppen durch Behandeln mit einer Säure entfernt, und schliesslich entfernt man dann die verbleibenden Aminoschutzgruppen, wobei man dann DKB erhält (vgl. die oben zitierte GB-PS 1 349 302; US-Reissue-Patent 28 647 und die japanische Patentveröffentlichung Nr. 7595/ so 75).

2) Die Aminogruppen des als Ausgangsmaterial verwendeten Kanamycin B werden geschützt, indem man sie in eine Gruppe von der Art einer Schiffschen Base umwandelt,

35 dann schützt man ein Paar der 3'- und 4'-Hydroxylgruppen sowie ein Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen, indem man sie in eine Acetal- oder Ketalgruppe überführt. Das auf diese Weise hergestellte geschützte Kanamycin B Derivat wird dann wie oben beschrieben weiter behandelt, bis man dann 40 DKB erhält (vgl. die oben genannten GB- und US-PSen).

Die oben beschriebenen bekannten Verfahren enthalten einige komplizierte Verfahrensstufen, bei denen die Amino-und Hydroxylgruppen des als Ausgangsmaterial verwen-45 deten Kanamycin B geschützt werden und diese Schutzgruppen wieder entfernt werden und ergaben daher nur eine geringe Gesamtausbeute von nur 10%.

Bei dem Versuch, ein verbessertes Verfahren zur Synthese von DKB zu finden, welches die vorgenannten Nachteile des so Standes der Technik umgeht, wurde nach längerer Forschung ein neuer Weg zur Synthese von DKB gefunden, der in der japanischen Patentanmeldung Nr. 146903/75, der britischen Patentanmeldung Nr. 49 034/76 und der US-Anmeldung SN 745 015 beschrieben ist. Für die Gesamtsynthese von DKB 55 aus Kanamycin B umfasst dieses neue Verfahren die nachstehend aufgeführten, aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen:

Kanamycin B wird mit einem Sulfonsäurehalogenid der Formel

60

RaS02X worin

Ra für eine Niedrigalkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe steht, «s und

X ein Wasserstoffatom bedeutet,

in Gegenwart einer Base umgesetzt, wobei man dann ein penta-N-sulfoniertes Kanamycin B der Formel (i)

637402

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aminoschutzgruppe R1 ausgewählt wird unter Benzyloxycarbonyl-, p-Chlorbenzyloxycarbonyl-, p-Aminobenzyloxycarbonyl-, m-Isopropylbenzyloxycar-bonyl-, p-Isopropylbenzyloxycarbonyl-, p-Phenylbenzyloxy-carbonyl-, p-Phenoxybenzyloxycarbonyl, a-Naphthylmethyl-oxycarbonyl- und ß-Naphthylmethyloxycarbonyl-Gruppen.

2

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von 3',4'-Dideoxykana-mycin B der Formel

NH

OH

0

k NH

OH

dadurch gekennzeichnet, dass man entweder a) eine Verbindung der Formel (II)

NHR

NHR'

OH

0

NHR'

0

(II)

CR

worin

R1 eine unsubstituierte oder substituierte Benzyloxycarbon-ylgruppe als Aminoschutzgruppe darstellt und R2 entweder für Wasserstoff oder eine Niedrigalkylsulfonyl-gruppe, eine Arylsulfonylgruppe oder eine Aralkylsulfonyl-gruppe als Hydroxylschutzgruppe steht,

mit einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall in Gegenwart von flüssigem Ammoniak umsetzt, um die Schutzgruppen R1 und R2, wenn R2 nicht für Wasserstoff steht, auf einmal aus der Verbindung der Formel (II) zu entfernen, wobei man

3',4'-Dideoxykanamycin B, das nachstehend manchmal als DKB bezeichnet wird, entspricht der folgenden Struktur-

QH

Bekannte Verfahren zur Herstellung von 3 ' ,4' -Dideoxykana-mycin B sind folgende zwei Verfahren:

3',4'-Dideoxykanamycin B ist ein semisynthetisches Antibiotikum mit hoher Aktivität gegen arzneimittelresistente Bakterien und wird vielfach klinisch angewendet [vgl. GB-PS 1 349 302; US-Reissue Patent 28 647; «Journal of Antibio-tics» Band 4, S. 485 (1971) und japanische Patentveröffentl. Nr. 7595/75],

3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydroxyl-Schutzgruppe R2 ausgewählt wird unter Methylsulfonyl-, Äthylsulfonyl-, Propylsulfonyl-, Isopropylsulfonyl-, Butylsulfonyl-, Benzolsulfonyl-, p-Tolu-olsulfonyl-, o-Nitrobenzolsulfonyl-, p-Nitrobenzolsulfonyl, p-Methoxybenzolsulfonyl-, 1-Naphthalinsulfonyl-, 2-Naph-thalinsulfonyl- und Benzylsulfonyl-Gruppen.

3', 4'-Dideoxy-3'-eno-kanamycin B der Formel (III) erhält:

NH

(III)

NH

HO

OH

und b) die Verbindung der Formel (III) mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators umsetzt, wobei die 3 ' ,4' -ungesättigte Bindung hydriert wird und man das 3 ' ,4' -Dideoxykanamycin B erhält, oder dass man a) Verbindungen der Formel (II), worin R1 und R2 die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen, in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators mit Wasserstoff umsetzt, wobei man das amino-geschützte 3',4'-Dideoxy-3'-eno-kanamycin B-Derivat der Formel (X) erhält:

NHR

OH

0

NHR

(X)

NHR

OR'

worin R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, und

4. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, dass als Aminoschutzgruppe R1 Benzyloxycarbonyl und als Hydroxylschutzgruppe R2 Benzylsulfonyl gewählt wird.

5

637402

worin

R1, R2 und Z die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, e) die Verbindungen der Formel (IX) behandelt, um die Gruppe Z zu entfernen, die die 4"- und 6"-HydroxyIgruppen schützt, wobei man dann das amino-geschützte 3',4'-Dideoxy-3'-eno-kanamycin B-Derivat der Formel (II) erhält:

worin R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.

5. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Formel (II) mit metallischem Natrium in flüssigem Ammoniak bei einer Temperatur von — 60°C bis — 30°C umgesetzt wird.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

637402

b) die Verbindungen der Formel (X) mit einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall in Gegenwart von flüssigem Ammoniak umsetzt, um die verbliebenen Aminoschutzgruppen R' und die Hydroxylschutzgruppe R2, wenn dieses nicht für Wasserstoff steht, auf einmal zu entfernen, wobei man dann 3',4'-Dideoxy-kanamycin B erhält.

6

wendet, es kann aber auch verschieden sein, wobei man dann eine Verbindung der Formel (iii) erhält:

enthält, worin

Rb jeweils für -SChR3 steht, worin Ra die oben angegebenen Bedeutungen besitzt;

man setzt die sulfonierte Verbindung der Formel (i) mit einem Alkylidenierungs-, Arylidenierungs-, Cyclohexylide-nierungs- oder Tetrahydropyranylidenierungsmittel um,

<ted worin

30 Rb und Z die oben angegebenen Bedeutungen besitzen und Rc gleich Rb ist, aber auch davon verschieden sein kann, und Rd für ein Wasserstoffatom oder die Gruppe Rc steht;

wobei man ein Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen schützt man behandelt die Verbindung der Formel (iii) mit einem und sich eine Verbindung der Formel (ii) ergibt:

CH2NKRb

Metalljodid, um die 3'- und 4'-Disulfonsäureestergruppen zu 35 entfernen und erhält dabei die 3 ' ,4' -ungesättigte Verbindung der Formel (iv)

NKRb

(ii)

worin

Rb die oben angegebenen Bedeutungen besitzt und Z eine Alkyliden-, Aryliden-, Cyclohexyliden- oder Tetrahy-

dropyranilydengruppe bedeutet; worin Rb, Z und Rd die oben angegebenen Bedeutungen die Verbindung der Formel (ii) setzt man dann mit einem Sul- besitzen;

fonsäurehalogenid der Formel RaSChX um, worin Ra und X 65 man hydrolysiert dann die 3 ' ,4' -ungesättigte Verbindung der die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, wobei jedoch Formel (iv) unter schwach sauren Bedingungen, um die

Voraussetzung ist, dass dieses Sulfonsäurehalogenid das Schutzgruppe -Z- zu entfernen und erhält dabei die Verbin-

gleiche ist, wie in der ersten Stufe, der Sulfonierungsstufe ver- düngen der Formel (v)

6. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Formel (III) unter Druck in Gegenwart von Platinoxyd oder Palladiumoxyd als Hydrierungskatalysator mit Wasserstoff umgesetzt wird.

7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von 3',4'-Dideoxykanamycin B auf Ausgangsprodukte der Formel (II), welche man herstellt, indem man a) Kanamycin B mit einem Benzyloxycarbonylhalogenid der Formel (IV) umsetzt:

worin R1 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzt und für die Benzyloxycarbonylgruppe der Formel

30

R"

35

■ch2oco-

ch2ocox steht, worin R3 die oben angegebenen Bedeutungen besitzt, b) die Verbindung der Formel (V) mit einem Alkylidenie-rungsmittel, Arylidenierungsmittel, Cyclohexylidenierungs-40 mittel oder Tetrahydropyranylidenierungsmittel umsetzt, um ein Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen zu schützen,

wobei man dann das 4",6"-0-geschützte Derivat der Formel (iv) (VI) erhält:

45

CH2NHR

NHR

worin

R3 ein Wasserstoffatom, eine Aminogruppe, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe oder eine Aralkylgruppe bedeutet und X für ein Chlor- oder Bromatom steht,

um die fünf Aminogruppen von Kanamycin B mit der Benzyloxycarbonylgruppe der Formel 55

ch2oco-

zu schützen, wobei man dann das penta-N-benzyloxycarbo-nylierte Kanamycin B der Formel (V) erhält:

• (VI)

637402

worin R1 die oben angegebenen Bedeutungen besitzt und Z für eine Alkyliden-, Aryliden-, Cyclohexyliden- oder Tetra-hydropyranyliden-Gruppe steht,

c) eine Verbindung der Formel (VI) mit einem Sulfonsäu-

rehalogenid der Formel (VII): _

R'SChX (VII)

umsetzt, worin

R4 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe oder eine Aralkylgruppe bedeutet und X für ein Chlor- oder Bromatom steht,

wobei die 3 ' - und 4' -Hydroxylgruppen und gelegentlich auch s die 2"-Hydroxylgruppe sulfoniert werden und man das 3',4'-Di-O-sulfonyl- oder 3 ' ,4' ,2"-Tri-0-sulfonylprodukt der Formel (VIII) erhält:

CH2NHR

NHR-

NHR

(VIII)

worin

R1 und Z die oben angegebenen Bedeutungen besitzen,

W für die Sulfonylgruppe der Formel -SO2R4 steht, worin R4 die oben angegebenen Bedeutungen besitzt, und R2 für ein Wasserstoffatom steht oder die oben für W angegebenen Bedeutungen besitzt,

oder man erhält eine Mischung des 3' ,4' -Di-O-sulfonylpro-

dukts und des 3',4' ,2"-Tri-0-sulfonylprodukts,

d) das Sulfonylprodukt der Formel (VIII) entweder allein oder in Mischung mit einem Alkalimetallbromid oder -jodid 40 und einem reduzierenden Metall umsetzt, um die 3' - und 4'-Sulfonsäureestergruppen zu entfernen, wobei man das 3 ' -4' -ungesättigte Derivat der Formel (IX) erhält:

NHR1

(IX)

7

637402

worin Rb und Rd die oben angegebenen Bedeutungen besitzen; man behandelt dann die Verbindung der Formel (v) mit einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall in Gegenwart von flüssigem Ammoniak oder eines Niedrigalkylamins oder Mischungen davon, um die Schutzgruppen Rb und Rd zu entfernen, wobei man dann 3',4'-Dideoxy-3'-eno-kanamycin B der Formel (vi) erhält:

und hydrolysiert die Verbindung (vi), um das Endprodukt, 3',4'-Dideoxykanamycin B, zu erhalten.

Das oben beschriebene neue Verfahren beruht auf den neuen Erkenntnissen, dass die fünf Aminogruppen des Kanamycin B auch geschützt werden können, wenn man als Aminoschutzgruppe eine Sulfonylgruppe (RaS02-) verwendet, ausgewählt unter Niedrigalkylsulfonylgruppen, Arylsulfonylgruppen und Aralkylsulfonylgruppen, welche in ihrer Art verschieden sind von den Alkoxycarbonylgruppen,

welche für den gleichen Zweck in dem zuvor beschriebenen Verfahren nach dem Stand der Technik verwendet werden. Es wurde gefunden, dass wenn man das so hergestellte ami-nogeschützte Kanamycin B Derivat der Formel (i) dann mit 5 einem Alkylidenierungs-, Arylidenierungs-, Cyclohexylide-nierungs- oder Tetrahydropyranylidenierungsmittel umsetzt, um einige der Hydroxylgruppen des Kanamycin B zu schützen, das Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen dann selektiv geschützt werden kann, indem man es in die Form io einer Acetal- oder Ketalgruppe überführt, ohne das Paar der 3'- und 4'-Hydroxylgruppen zu blockieren, wenn die Schutzreaktion unter bestimmten, geregelten Reaktionsbedingungen erfolgt.

Das so erhaltene 4",6"-0-geschützte Derivat der Formel 15 (ii) kann in ein 3',4'-di-0-sulfoniertes Produkt oder ein 3',4',2"-tri-0-sulfoniertes Produkt der Formel (iii) überführt werden, wenn man es mit einem geeigneten Sulfonierungs-mittel umsetzt.

Wenn man dieses sulfonierte Produkt mit einem Alkalime-20 talljodid behandelt, können die 3'- und 4'-Sulfonsäureester-gruppen entfernt werden, wobei sich dann das entsprechende 3 ' ,4' -Dideoxy-3 ' -eno-Derivat der Formel (iv) ergibt.

Wenn man dieses 3',4'-Dideoxy-3'-eno-Derivat mit einer schwachen Säure, beispielsweise wässriger Essigsäure, 25 behandelt, kann die Schutzgruppe für das Paar der 4"- und 6"-Hydroxylgruppen hydrolytisch entfernt werden, ohne dass die aminoschützenden Sulfonylgruppen beeinträchtigt werden und auch ohne dass die 2"-Sulfonsäureestergruppe, falls eine solche vorhanden ist, beeinträchtigt wird. 30 Das erhaltene 3 ' ,4' -Dideoxy-3 ' -eno-Derivat der Formel (v), bei dem die Schutzgruppen an den 4"- und 6"-Hydroxyl-gruppen entfernt wurden, wird mit einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall in Gegenwart von flüssigem Ammoniak umgesetzt, wobei man dann die amino-schützenden Sulfo-35 nylgruppen (Rb) entfernen kann. Nach Entfernung der Ami-noschutzgruppen kann die 2"-Sulfonylgruppe gleichzeitig von der 2"-Hydroxylgruppe entfernt werden, falls eine solche 2"-Sulfonylgruppe als Hydroxylschutzgruppe vorhanden ist.

Das erhaltene, nicht mehr geschützte Derivat (nämlich 3'-Enokanamycin B) der Formel (vi) kann dann mit Wasserstoff katalytisch hydriert werden, wobei man dann das Endprodukt, DKB, erhält.