CN1019302B - 多环醚抗菌素的制备方法 - Google Patents

Abstract

制备式I的新多环醚抗菌素或其药物上可接受的阳离子盐的方法。

该方法包括用对甲苯磺酸的乙腈/水溶剂控制水解式II化合物。

该抗菌素及其阳离子盐对各种微生物、防治球虫、cnteritis和猪痢疾、以及对猪和反刍类动物促进生长和/或提高饲料利用率都是有效的。

Description

本发明涉及抗菌素的酸性多环醚基团的新组分，即在生物学上以阳离子穿过细胞膜的作用为特征的一类化合物。这类抗菌素包括如莫能菌素、尼日利亚菌素、灰争菌素、猪神霉素、足肿菌素（meduramycin）、甲基盐霉素、盐霉素、拉沙里菌素、妙太罗霉素、伊诺霉素和Leuseramycin之类的已知抗菌剂。这一专题已由Westley在“聚醚抗菌素”（Adv.Appl.Microbiol.，第22卷，177页，1977年）中进行述评。

以上所列的多环醚抗菌素抗革兰氏阳性菌、真菌和原虫是有效的。特别是这些抗菌素显示了有力的抗球虫活性，因此在各种动物感染的处理中，使用这些抗菌素已获得不同程度的成功。

已知的原虫病和球虫病一直是一个严重问题，防治这些疾病对兽医科学，尤其是家禽业，在经济上是相当重要的。球虫病是由一种或多种艾美球虫属（Eimeria）或等孢子球虫属（Isospora）菌感染引起的（见Lund和Farr在“家禽病学”的摘要，1056～1096页，Biester和Schwarte编，第五版，衣阿华州立大学出版社，衣阿华，埃姆斯，1965年）。有六种球虫在敏感的小鸡体内很容易引起可识别的疾病。禽艾美球虫（Eimeria    tenella）、扉嘴艾美球虫（E.necatrix）、E.brunetti、E.acervulina、E.maxima和E.mivati或是直接破坏消化道上皮细胞，或是通过间接产生毒素而引起损害。属于同一族的其它三种原虫被认为是相对无害的，然而，E.mitis、E.hagani和E.praecox能减少体重增加，降低进食效率以及对产卵产生不利影响。

鉴于因球虫病造成了较大的经济损失，所以继续研究了新的抗球虫剂。

肠炎是另一种疾病，对家畜饲养者造成严重的经济损失。小鸡、猪、牛和羊都会患肠炎，主要是由厌氧菌特别是产气英膜杆菌（clostr-idium    perfringens）和病毒造成的。反刍动物的肠原性毒血症，例如羊的“过食病”是由产气英膜杆菌感染所引起的。

猪痢疾是美国诊断中最常见猪病之一。而且，这种病在许多别的国家也是很普遍的，对全世界每年幼猪储备造成严重损失。近来已发现大螺旋体是一种致病菌，这种病菌即猪痢疾密螺旋体（Treponema    hyodys-enterial）现已分离得到，并证明能够致病[Harris，D.L.等“猪痢疾-1，猪的猪痢疾密螺旋体（新种）接种及疾病复发”，vet，Med/SAC，67卷，61～64页，1972年]。下文列举的试验数据涉及用这种菌进行的试验。必需指出，我们尚不知道猪痢疾密螺旋体是否是猪痢疾唯一致病菌。但是，从现有数据可以得出结论，它是主要的感染源。

增强反刍动物如牛和单胃动物如猪的性能（提高生长率和/或提高饲料利用率）是兽医科学在经济上所要求的另一目的。特别有意义的是通过提高饲料利用率达到增强性能的作用。对于反刍动物饲料的主要营养部分的利用机理是熟知的。动物瘤胃中的微生物使碳水化合物的降解，产生单糖，然后，把这些单糖转化为丙酮盐酸化合物，这些丙酮盐酸化合物经微生物的代谢作用，生成乙酸盐、丁酸盐或丙酸盐，通称为挥发性脂肪酸。更详细的探 讨见Leng“反刍动物的消化和代谢生理”，408～410页，Phillipson等编，Oriel    Press，Newcastle-Upon-Tyne，英国，1970年。

由McCullough在“饲料”（19页，1971年6月19日）;Eskeland等在J.An.Sci（第33卷，282页，1971年）;以及Church等在“Digestive    Physiology    and    Nutrition    of    Ruminants”（2卷，622和625页，1971年）等文献中论述了挥发性脂肪酸的利用率。虽然乙酸盐和丁酸盐也可被利用，但是丙酸盐的利用效率较高。此外，如果动物获得的丙酸盐量太少，就可能患酮病。因此，有益化合物能促使动物从碳水化合物产生较高比例丙酸盐，从而提高碳水化合物的利用率，并且还降低酮病发生率。

本发明涉及新的酸性多环醚抗菌素。欧洲专利0，169，011号揭示了称为UK-58，852的酸性多环醚抗菌素，其具有下列结构式：

式中：R和R′都是H，这种抗菌素是在微生物红蔷薇足肿放线菌（Actinoma-dura    roseorufa    Huang    SP.nov.，ATCC39697）培养液中深层有氧培养产生的，该菌种是从日本土酿样品中分离得到的。业已发现UK-58852在谨慎地控制条件下水解，会导致一个连接的糖苷配糖基环断开，以产生新的化合物，该化合物对广谱抗球虫剂是完全有效的。并且，因为它改进了毒性范围，所以具有超过UK-58852化合物的优点。

根据本发明，提供了一种具有下述结构式的UK-61689抗菌素化合物，及其在药物上可接受

根据本发明，还提供了制备抗菌素UK-61689，或其阳离子盐的方法，包括UK-58852化合物或其阳离子盐的受控水解。

UK-58852的水解，最好用对甲苯磺酸的乙腈/水溶剂来实施。优选的乙腈/水组合物含水0.5%～5%。最好采用1.1摩尔当量对甲苯磺酸与1当量UK-58852钠盐的比值。

可以采用的其它溶剂系统包括纯乙腈或叔丁醇/水或丙酮/水。可供选择的酸包括无机酸，如盐酸、乙酸或强酸树脂。一般在室温下进行反应，并且用薄层色谱法跟踪，直至所要求产品达到最佳得率。用于对甲苯磺酸的乙腈/水水解系统的反应时间，一般约为1～3小时，但随所用的酸和溶剂系统而变化。待反应基本完成后，该反应混合物用过量碳酸氢钠中和，浓缩并用二乙醚或二氯甲烷萃取，然后用标准的硅胶层析技术提纯。最终产物可再结晶为游离酸或适宜的阳离子盐。

另一方面，抗菌素UK-61689可以含有UK-58852的粗制发酵萃取液中产生。于是，浓缩甲基异丁基酮（MIBK）发酵萃取液，并且最好溶于乙腈/水和用对甲苯磺酸处理。最佳的乙腈水组合物含5%水，粗制发酵油与对甲苯磺酸的比值约9∶1，这些比值是近似的，可根据发酵萃取液组分而变化。可使用的其它溶剂系统包括甲醇/水，但是，也可以通过用对甲苯磺酸，不另添加溶剂。处理粗制MIBK萃取液，进行水解，可选择的酸包括无机酸，如盐酸。

抗菌素UK-61689对许多革兰氏阳性微生物的生长具有抑制作用。在下面表Ⅰ中概括了体外试验的结果。为了进行此种试验，在含有营养培养基和各种浓度的抗菌素UK-61689的许多试管内，接种各个菌种，以测定化合物抑制细菌生长24小时的最小浓度（微克/毫升）（MIC）。

表Ⅰ

抗菌活性

菌种名称    菌株号    MIC微克/毫升

产气荚膜梭

状芽胞杆菌    10A006    25

10A009    3.12

生脓放线菌    14D002    0.39

14D008    0.39

14D011    0.39

猪痢疾密

螺旋体    94A001    6.25

94A002    6.25

94A007    3.12

94A008    3.12

抗菌素UK-61，689及其盐类在小鸡体内抗球虫感染的疗效数据，通过下述方法得到。取几组3～5只十天年令，无病原菌的白色来克亨鸡，喂给混合粉状饲料，饲料中含有均匀分散其中的抗菌素UK-61，689或其钠盐和/或钾盐。按上述配料喂食24小时后，每个小鸡口服接种试验用的特种艾美球虫卵囊。另外几组3～5只十天年令的小鸡，喂给同样的混合粉状饲料，但不含抗菌素UK-61689或其盐类。24小时后，他们也受感染，被用作来防治感染之用。此外，另取一组3～5只十天年令的小鸡，喂给同样的混合粉状饲料，但不含抗菌素UK-61，689，并且不用球虫感染。这些用作正常防治。五天后，就E.acervulina评价处理结果，六天后，评价其他所有免疫试验。

用于测定抗球虫活性的标准，对于禽艾美球虫包括0～4伤害分数，（由J.E.Lyuch论述于“抗球虫活性基本测定的新方法”，Am.J.Ver    Res.，22卷，324～326页，1961年）;对于其它种球虫，由J.Johnson和W.H.Reid规定的伤害评分系统的修正，定为0～3，见“抗球虫药物，Lesion    Scoring    Techniques    in    Battey    and    Floor    Pen    Experimentin    Chicls”，Exp.parasit.，28卷，30～36页，1970年。通过用防治感染的伤害分数除每个已处理组的伤害分数确定恒比值。

抗菌素UK-61689及其阳离子盐对家禽抗球虫感染显示了极好的活性。把15-120PPm的这些化合物掺入小鸡的食物时，对防治禽艾美球虫、E.acerulina、E.maxima、E.brunetri和扁嘴艾美球虫的防治感染是有效的。

动物的饲料量一般直接由要喂食的动物而定。英国专利说明书1，197，826号详述了体外瘤胃技术，从而在动物饲料的评定方面，使得测定由微生物引起的饲料中的变化更为迅速，精度也高。这种技术包括使用一种装置，在该装置中进行着动物的消化过程，而在体外进引研究。将动物的饲料、瘤胃培菌液和各种生长促进剂（growthpromotahts）引入该装置，并在谨慎地控制条件下，从试验设备排出，严谨、渐进地研究微生物消耗饲料过程中发生的变化。瘤胃液中丙酸组分的增加表明，由于饲料组合物中生长促进剂引起了反动物整个性能方面所要求的反应。丙酸组分的变化，以对照瘤胃液得到的丙酸组分的百分比表示。长期的体内进食研究表明，瘤胃液中丙酸的增加和动物特性的改进之间，存在着可靠的相关性。

从经胃痿术乳牛中收集瘤胃液，该乳牛用市售的含脂肪配料加干草进行饲养。瘤胃液立即经干酷包布过滤，取10毫升加到50毫升圆锥长颈瓶中。长颈瓶装有400毫克标准作用物（68%玉米淀物+17%纤维素+15%提取的大豆粉），10毫升H6.8的缓冲液和试验化合物。长颈瓶用无氧的氮气约2分钟，并在振荡水浴中和39℃下保温16小时。所有试验重复三次。

保温后，5毫升试样与1毫升25%偏磷酸混合，10分钟后，加入0.25毫升甲酸。该混合物在1500转/分下离心10分钟，然后，用D.W.Kellog的方法（j.Dairy    Science，52卷，1690页，1969年）经气液层析分析这些试样，用示经处理和已处理的保温长颈瓶，确定乙酸、丙酸和丁酸的峰值高度。

当用这种体内方法试验时，每毫升含20微克抗菌素UK-61689会导致增加约80%丙酸产品，超过不加抗菌素UK-61689的对照溶液所产生的量。已知刺激RPA（瘤胃丙酸）产生的化合物，通过反类动物如牛和羊，可提高饲料的利用，还可对单胃动物如猪，有同样作用。抗菌素UK-61，689可以并入饲料组合物中，或者如游离酸，或者如钠盐或钾盐，或其混合物喂给动物。另一方面，含抗菌素UK-61，689的粗制品或发酵营养粉，可并入饲料组合物，达到所要求的效力浓度。还可用合适的为测量药物恒定含量设计的持续释放装置，以所要求的剂量供给抗菌素UK-61，689。

将球虫用于处理家禽，可以适宜的载体形式口服本发明化合物，适宜的药疗法可简单地用饮用水或家禽饲料实施，使实禽随着日饱水或日料量来吸收药剂的治疗剂量。药剂可直接量入饮用水，最好以液体形式和水溶性浓缩物形式加入（如水溶性盐的水溶液），或者直接加入饲料，或如以预混料或浓缩物形式直接加入。载体中治疗药剂的预混料或 浓缩物，一般用来将药剂掺入饲料。适宜的载体可以是任何的液体或固体，如水、各种细粒，例如大豆饼粉、亚麻籽饼粉、玉米芯粉，以及如通常用于家禽饲料的那种矿物质混合物。特别有效的载体就是家禽饲料本身，即小部分家禽饲料。载体是促进活性物质在已掺有预混料的饲料中能均匀分布。这是很重要的，因为只需要小部分本发明的有效药剂。重要的是把化合物充分混入预混料，然后混入饲料。在这点上，药剂可分散或溶于如豆油、五米油、棉籽油等适宜的油性赋形剂，或者溶于挥发性有机溶剂，然后与载体混合。由于配好的饲料中药剂的量可以通过预混料与饲料以合适比例混合进行调节，以获得所要求的治疗剂量，所以，可以理解浓缩物中活性材料的比例变化范围能够很广。

如上所述，通过饲料加工厂将高效浓缩物与蛋白载体如大豆饼粉和其它粉料混合，产生适宜于直接喂食家禽的浓缩添加物。在这种情况下，家禽可以吸收有用食物。另一方面，这种浓缩添加物可直接加入家禽饲料，以达到营养上平衡的配料，它含有治疗上有效含量的本发明化合物。该化合物用常规方法，如用双壁混合器充分混合均匀。

当然，熟悉本技术领域的技术人员，对本文所述化合物的用量，显然可在不同期间下进行改变。在生长期间，对小鸡即在头6～12星期期间，连续低剂量投药法是有效的预防法。在处理已感染家禽中，必须高剂量来解决感染。饲料用量范围一般为15～120ppm。当掺入饮用水给药时，提供的剂量是与药疗法的日剂量相同，即15～120ppm，这根据平均每天消耗的饲料对平均每天消耗水的重量之比进行计算。

由下述实施例说明本发明，但是，应该很清楚，这些实施例的具体详述并不限制本发明。

实施例1

将3.07克（0.0161摩尔）对甲苯磺酸加到15.0克（0.0147摩尔）抗菌素UK-58，852号（按欧洲专利0169011号所述进行制备）的乙腈/水（95∶5（400毫升）溶液中，通过薄层层析跟踪该反应，直至所要求产品的得率达到最佳水平（约3小时）。用过量的碳酸氢钠固体或其水溶液处理反应化合物，经真空浓缩干燥，将生成的固体溶于二乙醚，用饱和的碳酸氢钠水溶液进行洗涤。碳酸氢盐洗液用二乙醚萃取，并将所有乙醚层合并，依次用水和饱和的氯化钠洗涤。乙醚溶液用无水硫酸钠干燥去水，再经真空蒸干。生成含有化合物UK-61，689为主要产品的粗制反应产品，但还夹杂有不同量的UK-58，852的起始材料和其它副产品。粗制产品用硅胶层析提纯，继之以用异丙醚再结晶，得到4.2克（32%）如钠盐的化合物UK-61，689。熔点：175～176℃;[α]²⁵ _D＝+19.3°（C＝0.5，MeOH）;C-13核磁共振（CDCL₃）：179.15ppm，107.45，103.18，97.74，96.96，86.92，84.60，84.20，82.27，82.01，80.88，80.20，79.86，74.80，74.55，73.07，70.06，67.71，66.89，59.11，56.81，45.40，39.82，38.93，36.46，33.81，33.71，33.54，33.42，33.13，32.44，32.26，30.56，27.58，26.90，26.84，26.11，23.23，18.40，17.53，16.99，12.13，11.04，10.42。

实施例2

含有抗菌素UK-58，852（测定值25克）的粗制发酵萃取液（MIBK）（1升），真空浓缩至680克。将深色粘稠油加到乙腈/水（95∶5）（5.6升）中，生成的乳状液用一份对甲苯磺酸（78.2克）进行处理，反应时，乳状液逐渐分成明显的两层，再剧烈搅拌共计1.25小时。反应混合物注入分离漏斗，除去底部的油性层，另加乙腈/水（95∶5）使反应混合物变成浆状。合并乙腈/水层，用饱和的碳酸氢钠水溶液（400毫升）处理。然后，混合物真空浓缩至粘稠浆，溶于二乙醚/乙酸乙酯（3∶1）（2升），并用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤。有机层用硫酸钠干燥并浓缩至棕色粘稠油（432克）。采用逆流萃取技术能极方便地完成纯化。使用非极性相的己烷∶乙酸乙酯（1∶1）和极性液相的甲醇∶水（3∶2）进行萃取。蒸发有机萃取液得半固体，用异丙醚研制从而获得钠盐的化合物UK-61，689（10克），熔点：169～170℃。这种物质经薄层色谱分析及核磁共振对比，与用实施例1的方法产生的化合物UK-61，689完全一样。

Claims (1)

1、一种生产通式(Ⅰ)的抗菌素或其药物上可接受的阳离子盐的方法

该方法包括在对甲苯磺酸的乙腈/含5-0.5%水的水溶剂中控制水解通式(Ⅱ)的化合物：

以及必要时，将游离酸形式转化成其药物上可接受的阳离子盐。