CH647790A5

CH647790A5 - Makrolidantibiotika.

Info

Publication number: CH647790A5
Application number: CH8128/80A
Authority: CH
Inventors: Mamoru Arai; Tatsuo Haneishi; Mutsuo Nakajima
Original assignee: Sankyo Co
Priority date: 1979-11-01
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1985-02-15
Also published as: IT1141632B; FR2468582A1; NL8006011A; GB2061946A; JPS5665853A; US4374764A; AT373868B; ES8207218A1; ES8203417A1; PH16866A; DE3041130C2; ATA540780A; GB2061946B; DE3041130A1; FR2468582B1; ES507441A0; ES496489A0; IT8068680A0; PH17550A; JPS6361959B2

Description

Die Erfindung sei durch die folgenden Beispiele erläutert,

wobei das Beispiel 1 sich auf die Herstellung von Mycoplanecin bezieht.

25

Beispiel 1 Herstellung von Mycoplanecin Ein 500 ml Sakaguchikolben wird mit 100 ml eines Samenkulturmediums, welches vor der Sterilisierung einen pH-Wert von 7,0 aufweist, versetzt. Das Medium hat folgende Zusammensetzung (Gew./Vol. %):

Glucose 1 %

Glycerin 1 %

Hafermehl 0,5 %

Saccharose 1 %

Soyabohnenmehl 2%

Casaminosäure 0,5 %

gepresste Hefe 1 %

Calciumcarbonat 0,1%

Glycerin 0,5 %

Saccharose 2%

Soyabohnenmehl 1 %

gepresste Hefe 1 %

Maisquellflüssigkeit 0,5 %

C0C12-6H20 0,001%

Hierauf wurde die Kultur während 96 Stunden bei 28° C geschüttelt. Die so erhaltenen Kulturbrühen wurden vereinigt.

Zu 4 Liter der vereinigten Kulturbrühen (pH-Wert 7,2) gab man 5 %ige (Gew. / Vol.) Celite 545 (Warenzeichen für einen Filter der Fa. Johnes Manville Product Corporation, USA) hinzu. Dann wurde die Brühe filtriert, um die Flüssigkeit vom Mycelien enthaltenden Filterkuchen zu trennen. Das Filtrat

30

35

"40

wurde dann mit 2 Liter Äthylacetat extrahiert, um dessen Mycoplanecingehalt zurückzugewinnen, während der Mycelku-chen mit 2 Liter Aceton, enthaltend 20 Vol. % Wasser, extrahiert wurde. Das Aceton aus diesem letzteren Extrakt wurde hierauf unter vermindertem Druck abdestilliert und der Rückstand mit 2 Litern Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatextrakte aus dem Filtrat und aus dem Mycelkuchen wurden vereinigt, wobei man 4 Liter kombinierte Extrakte erhielt.

Diese kombinierten Extrakte wurden zweimal gewaschen und zwar jeweils mit 1 Liter einer gesättigten wässrigen Natrium-chloridlösung .Die gewaschenen Extrakte wurden über wasserfreiem Natriumsulfat dehydratisiert und hierauf durch Eindampfen unter vermindertem Druck eingeengt, wobei man 1,07 g einer öligen Substanz erhielt.

Diese ölige Substanz wurde in einem kleinen Volumen von Chloroform gelöst und auf einer Säule, welche 20 g Kieselgel enthielt, welches zuvor mit Chloroform behandelt worden war, adsorbiert. Hierauf wurde die Säule mit Chloroform gewaschen und die Verunreinigungen wurden unter Anwendung einer Mischung von Chloroform und Äthylacetat im Volumenverhältnis von 1:1 und hierauf mit nur Äthylacetat eluiert. Das gewünschte Mycoplanecin wurde hierauf mit einer Mischung von 95 Vol. % Äthylacetat und5 Vol. % Methanol eluiert. Aus den eluierten Fraktionen gewann man 1 Liter einer aktiven Fraktion, welche durch Eindampfen unter vermindertem Druck eingeengt wurde. Auf diese Weise erhielt man 130 mg eines weissen Pulvers.

110 mg dieses weissen Pulvers wurden in wenig Chloroform gelöst und die erhaltene Lösung durch eine 220 ml-Säule, enthaltend Sephadex LH-20 der Fa. Pharmacia Co. Limited, Schweden, welche Chloroform enthielt, geleitet. Die Eluierung erfolgte mit Chloroform. Die so gesammelten aktiven Fraktionen wurden durch Eindampfen unter vermindertem Druck eingeengt, wobei man 90 mg Mycoplanecin als weisses Pulver erhielt. Dieses gereinigte Produkt zeigte bei der Kieselgeldünn-schichtchromatographie mittels Jod, Schwefelsäure und Kaliumpermanganat einen einzigen Fleck.

Dieses Medium wurde mit einer Kultur von Actinoplanes Stamm 41042 (beim Fermentation Research Institute, Agency of Industriai Science and Technology, Chiba City, Japan, unter der Nummer FERM-4504 am 23. Mai 1978 hinterlegt) geimpft. Dieser Stamm wird ausführlich in der oben erwähnten britischen Patentanmeldung Nr. 7918201 offenbart. Dieses Material wurde dann während 96 Stunden bei 28° C hin- und hergeschüttelt. Die so erhaltene Kulturbrühe wurde in 5 ml Portionen aufgeteilt und jede Portion in einen Sakaguchikolben eingetragen, wobei jeder Kolben 100 ml eines Produktionsmediums mit einem pH-Wert von 7,0 vor der Sterilisierung enthielt, wobei dieses Medium die folgende Zusammensetzung aufwies (Gew./Vol. %):

45

Beipiel 2

Herstellung der Verbindung der Formel II Eine Lösung von 20 g Mycoplanecin in 200 ml Methanol wurde unter Eiskühlung mit 1,5 g Natriumborhydrid versetzt, worauf man das Gemisch während 1 Stunde rührte. Nach Ablauf dieser Zeitdauer wurde das Reaktionsgemisch eingeengt und der Rückstand mit 500 ml Äthylacetat versetzt. Dann wurde das Gemisch 50 zweimal jeweils mit 500 ml einer gesättigten wässrigen

Natriumchloridlösung gewaschen. Das gewaschene Gemisch wurde über wasserfreiem Natriumsulfat dehydratisiert und hierauf durch Eindampfen unter vermindertem Druck eingeengt, wobei man 22 g einer öligen Substanz erhielt. Diese ölige 55 Substanz wurde in 30 ml Acetonitril gelöst und bei Zimmertemperatur stehengelassen. Dabei wurden 7,2 g der gewünschten Verbindung der Formel II in Form von farblosen Nadeln ausgefällt und dies in einer Ausbeute von 36 %.

60

Beispiel 3

Herstellung der Verbindung der Formel III 5 g der Verbindung der Formel II wurden in 15 ml einer 4,5n-methanolischen Lösung von Chlorwasserstoff gelöst und die 65 entstandene Lösung während 4 Stunden bei Zimmertemperatur, d. h. 25° C, gerührt. Nach Ablauf dieser Zeitdauer wurde das Reaktionsgemisch eingeengt, um den Chlorwasserstoff zu entfernen. Der entstandene Rückstand wurde in 10 ml Chloroform

gelöst und hierauf über einer Säule adsorbiert, welche 90 g Kieselgel enthielt, welches zuvor mit Chloroform behandelt worden war. Die Säule wurde hierauf mit 200 ml Chloroform gewaschen und anschliessend mit einer 95 Vol. % Chloroform und 5 Vol. % Methanol enthaltenden Lösung fraktioniert eluiert. Das Eluat wurde in 15 ml Portionen gesammelt. Die gewünschte Verbindung der Formel III fand man in den 17.-24. Fraktionen. Diese Fraktionen wurden vereinigt und durch Eindampfen eingeengt, wobei man 3,85 g der gewünschten Verbindung der Formel III in einer Ausbeute von 92,6 % erhielt.

5 647 79i

Beispiel 4

Herstellung der Verbindung der Formel III 200 mg Mycoplanecin wurden in 3 ml einer 4,5n-methanoli-schen Lösung von Chlorwasserstoff gelöst und die entstandene 5 Lösung während 4 Stunden bei Zimmertemperatur, d. h. 25° C, gerührt. Nach beendeter Umsetzung wurde das Reaktionsgemisch durch Eindampfen unter vermindertem Druck eingeengt, um den Chlorwasserstoff zu entfernen. Der Rückstand wurde hierauf in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 gereinigt, wobei io man 12 g der gewünschten Verbindung der Formel III erhielt.

m

Claims

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PATENTANSPRÜCHE dadurch gekennzeichnet, dass man Mycoplanecin oder eine

Verbindung der im Anspruch 2 wiedergegebenen allgemeinen 1. Mikrolidantibiotika, dadurch gekennzeichnet, dass sie Ver- Formel II hydrolysiert.

bindungen der folgenden allgemeinem Formel darstellen: 5. Verfahrennach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ch, .. «je ch3 h£ >ch3 die Hydrolyse mit Hilfe einer Säure in einem organischen oder

I 3: N.fj' ^CH wässrig-organischen Lösungsmittel erfolgt.

CHZ I ch3 r 6. Verfahrennach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass yk CH3 CH2 1 (CH2I2

man als Säure 3-5n-Salzsäure verwendet.

R—H—^Ca-H-eH-COrHH-CH-Êff-N-— '

io

CH-CH3 : N-cH, ... ni

I : | .CHj Die vorhegende Erfindung bezieht sich auf gewisse neue

0 : ' , ' CH-CH. Makrolidantibiotika, welche Derivate von Mycoplanecin sind.
| .{«3 I . Die erfindungsgemässen Makrolidantibiotika sind Verbindun-

.flC-CMH-OC-CH-H-OD-r— H— OC 15 gen der folgenden allgemeinen Formel:

nw-Hn-UL-Ln-N-UL n—n-

2 i çh2

CH

<% - ¥n >ch3 :

A Ì «, l JE! -L

. "f CH3 . XT, t n 20 R-H—^-CO-N-CH-CQ-HH-CH-CQ-H—

worin R das Wasserstoffatom oder eine N-(a-Hydroxybutyryl)- j I

N-methylvalylgruppe bedeutet. "• CH-CH-a N-CH» (I]

2.VerfahrenzurHerstellungeinesMakrolidantibiotikumsder j • |

folgenden allgemeinen Formel: 0 CH-CH •

™3 ¥v> >Ksa>- 25 I : I V

I, Ç# CH Ot-CHflB-OC-tH-MC-!—«— lt f*3 : - ^ Vy P2 . |«2

r'-H-^CO-N-CH-CO-HH-CH-CO-K—LC0-NH-CH-C0 ,n I ,

• | • Ì ' ' . CH

CH-CH3 N-CH, (II) ¥ CH3

I I • /^"2

0 CH-CH worin R eine N-(a-Hydroxybutyryl)-N-methylvalylgruppe, d.h.

I • . Sh3 . j. \ eine Gruppe der folgenden Formel:

OC-CH2-HH-OC-Cfl-H-QC -i—N OC

C«2

W ■ ch3. ^CH3

CH

CH " <n |

H3OH3. C^-CH-CO-N-CH-CO-

worinR'eineN-(a-Hydroxybutyryl)-N-methylvalylgruppe | j

'3

bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass man Mycoplanecin re- am «m duziert. Uu «n *
3. Verfahrennach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, dass 45 '

man die Reduktion mittels Natriumborhydrid, Lithium-alumi- oder das Wasserstoffatom bedeutet.

niumhydrid, NaBH3CN oder Wasserstoffgas in Gegenwart eines Mycoplanecin ist Gegenstand der britischen Patentanmeldung

Katalysators durchführt. Nr. 7918201 und entspricht der obigen allgemeinen Formel I mit
4. Verfahren zur Hersetllung eines Makrolidantibiotikums der dem Unterschied, dass beim Mycoplanecin der Rest R eine folgenden allgemeinen Formel: 50 N-(a-Ketobutyryl)-N-methylvalylgruppe, d. h. die Gruppe der folgenden Formel:

5% V»3 V CH3\^CH3

çh2 f ch3: i •. CH

A P* • VS. (^2 55 I

HH—^-CO-H^CO-HH-CH-CO-H—^-CO-HH-CHrCO CHq — CHo ~CQ~CO~N~ CH~C0

1 I .tun 1

r* r>3 . CH3
! ... CH3 |H CH<SCH darstellt.
I . I • ' I 3: Wie aus der obigen britischen Patentanmeldung hervorgeht,

OC-CH^-KH—OC CH-N-GC. j ' N— OC besitzt Mycoplanecin wertvolle antibiotische Eigenschaften

■ ^ gegen verschiedene Mikroorganismen, insbesondere aber gegen

. | 2 65 Mikroorganismen der Gattung Mycobakterium. Mycoplanecin

Qlj besitzt auch eine eher niedrige Toxizität, weswegen man ihm eine beträchtliche chemotherapeutische Zukunft verspricht. Es

3 • ..j 3 wurde aber festgestellt, dass bei der Verabreichung von Myco-

3

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planecin in üblicher Weise an Tiere die biologische Verwertbarkeit von Mycoplanecin eher gering ist, so dass der therapeutische Wert von Mycoplanecin in gewissem Masse beschränkt sein könnte. Es wurde daher als wertvoll und wünschenswert angesehen, nach Derivaten von Mycoplanecin zu forschen, welche die Mocoplanecinaktivität vollständig oder in hohem Ausmasse aufrecht erhalten und gleichzeitig eine verbesserte Absorption bei der Verabreichung an Tiere erlauben.

Es wurde nun überraschenderweise festgestellt, dass eine Modifikation oder der Ersatz der N-(a-Ketobutyryl)-N-methyl-valylgruppe bei Mycoplanecin zu Verbindungen führt, welche eine verbesserte biologische Verfügbarkeit und einen verbesserten biologischen Wert aufweisen.

Aus zweckbedingten Gründen werden die beiden Verbindungen gemäss Formel I nachstehend als Verbindung der folgenden allgemeinen Formel:

¥V/CH3

Ç«3

Ç«3

F

ÇH2

Ç«3

CH I

z A Wz R'-fi—^CO-N-ÇH-CO-HH-CH-CO-N—^CO-HH-CH-CO

Ç«3

ch-ch3

0

ol-CH,-NH-OC-Cf)-N-OC-|—H-
2. I kA

CH,

CH

./'S

-OC

N"CH3 CH

/h

CH-CD^

CHj

(III

HjC CHj worin R' eine N-(a-Hydroxybutyryl)-N-methylvalylgruppe bedeutet, und Verbindung der folgenden allgemeinen Formel:

>2

IM LP

«je ch3 .•:H3C^/ÎH3

Y • ch3; < f

- ' . (CH2I2 l-CH-CO

J»3 ' 1«2 Hft—^CO-H-CH-CO-HH-CH-CO-H—"-C0-HH:

CH-CH3

• pi

ÖC-CH,-NH—OC—CH—N—OC—i—— N OC
2 . I s ^

: ç»2

rc"3A

CH-CHf : =

ch3.

(IUI
Fa. Merck & Co., Inc.) mit einer Dicke von 0,25 mm. Die Entwicklung geschah mit Äthylacetat. Rf-Wert = 0,10. Bei der Entwicklung mit einer Mischung von Äthylacetat und Methanol im Volumenmischverhältnis von 10:1 betrug der Rf-Wert 0,27. s Die Verbindung der Formel III besitzt die folgenden physikalischen chemischen Eigenschaften:

1. Farbe und Zustand: weisses amorphes Pulver.

2.Schmelzpunkt: 140-150°C.
3. Spezifische Drehung: [c(]d-57,70 (c = 0,78, Chloroform), io 4. Elementaranalyse: C = 61,54%, H = 8,93 %, N = 12,51%.
5. Empirische Formel: C51H87N9O10.
6. Molekulargewicht: 985.
7. Ultraviolettabsorptionsspektrum :

in Methanol: Keine Absorption im messbaren Wellenlängenbe-15 reich.
8. Infrarotabsorptionsspektrum (KBr): iW 1760,1670-1640 cm"1.
9. Löslichkeit: Löslich in Methanol, Aceton, Äthylacetat und Chloroform, indessen unlöslich in Wasser, Benzol und Hexan.

20 10. Dünnschichtchromatographie: Als Absorbens wurde eine Kieselgelplatte Nr. 5715 (ein Produkt der Fa. Merck & Co., Inc.) mit einer Dicke von 0,25 mm verwendet. Entwickelt wurde mit einer Mischung von Chloroform, Methanol und Ammoniumhydroxyd im Volumenmischverhältnis von 90:10:1, wobei man 25 einen Rf-Wert von 0,2 erhielt.

Die Verbindung der Formel II und der Formel III besitzen starke antibakterielle Wirkungen gegen eine Vielzahl von infektiösen Mikroorganismen, insbesondere gegen Mikroorganismen der Gattung Mycobakterium und noch ausgeprägter gegen 30 Mycobakterium tuberculosis, Varietät H37Rv. Man darf daher annehmen, dass diese Verbindungen für die Behandlung von Tuberkulose von besonderem Wert sind.

Die minimalen Hemmkonzentrationswerte (MIC) der Verbindungen der Formeln II und III gegen verschiedene Mikroorganis-35 men der Gattung Mycobakterium finden sich in der folgenden Tabelle. Diese Konzentrationswerte wurden bestimmt, indem man den Mikroorganismus im Falle von Mycobakterium smeg-matis während 7 Tagen oder im Falle von anderen Mikroorganismen während 42 Tagen bei 37° C auf einem Dubos-Flüssigkeits-40 medium inkubierte.

Tabelle

45

Testorganismus

Verbindung II Verbindung III

HjC^.^CHj bezeichnet. .

Die Verbindung der Formel II weist die folgenden physikalischen und chemischen Eigenschaften auf:

1. Farbe und Zustand: farblose Nadeln.
2. Schmelzpunkt: 175 - 182° C.
3. Spezifische Drehung: [ci]d-69,10 (c = 1,02, Chloroform).
4. Elementaranalyse: C = 60,74%, H = 8,84%, N = 11,64%.
5. Empirische Formel: QxH^NmOy.
6. Molekulargewicht: 1184.
7. Ultraviolettabsorptionsspektrum:

in Methanol: Keine Absorption im messbaren Wellenlängenbereich.
8. Infrarotabsorptionsspektrum (KBr):

umax: 1760,1670 -1640 cm"1.
9. Löslichkeit: Löslich in Methanol, Aceton, Äthylacetat, Chloroform und Benzol, aber in Wasser und Hexan unlöslich.
10. Dünnschichtchromatographie: Die Dünnschichtchromatographie erfolgte auf Kieselgelplatten No. 5715 (ein Produkt der

Hg/ml fAg/ml

Mycobakterium smegmatis

ATCC 607 0,05 3,13-6,25 Mycobakterium tuberculosis

50 H37Rv 0,625 6,25-12,5 Mycobakterium intracellulare

IFM 2073 2,5 12,5-25

55 Die Verbindung der Formel II lässt sich durch Reduktion von Mycoplanecin erhalten. Als Reduktionsmittel verwendet man ein beliebiges Mittel, welches die Carbonylgruppe in der N-(a-Ketobutyryl)-N-methylvalylseitenkette in eine Hydroxylgruppe überzuführen vermag mit der Voraussetzung, dass das 60 Reduktionsmittel und/oder die Bedingungen, unter welchen die Reduktion bewirkt wird, so ausgewählt werden, dass andere Teile des Mycoplanecinmoleküls nicht beeinträchtigt werden. Geeignete Reduktionsmittel sind beispielsweise Natriumbohrhydrid, Lithiumaluminiumhydrid oder NaBH3CN. Andererseits 65 kann man Mycoplanecin auch mit Wasserstoffgas in Gegenwart eines Katalysators, wie z.B. Platinoxid, in einem organischen oder wässrig-organischen Lösungsmittel behandeln. Die Verbindung der Formel II kann sich auch von Mycoplanecin ableiten,

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indem man dieses letztere mit durch Mikroorganismen oder Tieren erzeugtes Enzymen reduziert.

Die Verbindung der Formel III kann durch Hydrolyse der Verbindung der Formel II oder von Mycoplanecin erhalten werden. Die Hydrolyse kann unter Verwendung von organischen 5 oder anorganischen Säuren in einem organischen Lösungsmittel oder in einem wässrig-organischen Lösungsmittel erfolgen. Besonders gute Resultate erhält man durch Hydrolyse solcher Verbindungen unter Verwendung von Salzsäure, vorzugsweise von 3-5n-Salzsäure, bei Zimmertemperatur und vorzugsweise 10 während einer Zeitdauer von 3 bis 5 Stunden. Man kann aber eine beliebige Hydrolysemethode anwenden, welche eine Acyl-gruppe von einem Stickstoffatom zu entfernen vermag.

Die erfindungsgemässen Verbindungen der Formel II oder III, welche nach den obigen Angaben erhalten werden, lassen sich in 15 üblicher Weise aus dem Reaktionsgemisch gewinnen, so z. B.

durch Chromatographie oder durch Umkristallisierung. Die Chromatographie kann unter Verwendung verschiedener Trägermittel entweder getrennt oder in Kombination bewirkt werden, wobei man nötigenfalls die Chromatographie wiederholt zur 20 Anwendung bringen kann.