CS272243B2 - Method of deoxy 9a-allyl-and propargyl-9a-aza-9a homoerythromycin a new derivatives production - Google Patents

Description

1 CS 27224-3 B2

Předložený vynález se týká způsobu výroby nových derivátů 9-deoxo-9a-aza-9a-homo-erythromycinu A. Zvláště pak se vynález týká způsobu výroby 9a-allyl- a 9a-propargyl-derivátů 9-deoxo-9a-aza-9a-homoerythromycinu A, Jakož i jejich farmaceuticky snášenli-vých adičních solí s kyselinami. Uvedené sloučeniny se mohou používat Jako antibakte-riálně účinné prostředky.

Brythromycin A Je antibiotikem připravovaným fermentací a popisuje se v americkémpatentovém spisu č. 2 653 899. Ve snaze modifikovat jeho biologické nebo/a farmakody-namické vlastnosti byly připraveny četné deriváty erythromycinu A. Tak se popisují es-tery erythromycinu A s monokarboxylovými a dikarboxylovými kyselinami v AntibioticsAnnual, 1953-1954» Proč. Symposium Antibiotics (Washington, D. C.), str. 500-513 a514-521. V americkém patentovém spisu č. 3 417 077 se popisují cyklické estery erythro-mycinu s kyselinou uhličitou vznikající reakcí erythromycinu A a ethylenkarbonátu ja-kožto antibakteriálně účinné prostředky. V americkém patentovém spisu č. 4 328 334, zveřejněném 4. 5. 1982, se popisuje9-deoxo-9a-aza-9a-homoerythromycin A a označuje se jako 11-aza-lO-deoxo-lO-dihydro-erythromycin A. Protože tato uvedená sloučenina je derivátem erythromycinu A s rozšíře-ným kruhem (homoderivát) a dusík (aza) je dalším atomem cyklického systému, je výhodnýmpojmenováním základního systému sloučenin podle vynálezu název 9-deoxo-9a-aza-9a-homo-erythromycin A. V belgickém patentovém spisu č. 892 357, zveřejněném 1. 7. 1982, a v analogickébritské patentové přihlášce č. 2 094 293A, zveřejněné 15. 9. 1982, se popisuje Tí-methyl-derivát 9-deoxo-9a-aza-9a-homoerythroraycinu A, zatímco předmětem amerického patentu č. 4 526 889 je odpovídající 4"-epi-9a-methylisomer. Předmětem amerického patentuč. 4 512 982 jsou deriváty 9-deoxo-9a-methyl-9a-aza-9a-homoerythromycinu A, ve kterýchsubstituentem v poloze 4" může být atom vodíku nebo aminoskupina. V americkém patentovém spisu č. 4 382 085, zveřejněném 3. 5. 1983, se popisuje4"-epi-erythromycin A; tj. skupina OH v poloze 4" má axiální konfiguraci. 4"-0H skupinav erythromycinu A má ekvatoreální konfiguraci. 9-Deoxo-9a-propargyl-9a-aza-9a-homoerythromycin A byl popsán v Abstract of 27thInterscience Conference on Antimicrobial Agenta and Chemotherapy (říjen, 1987) jakostandard vysoceúčinné kapalinové chromátografie při analýze azithromycinu a jeho ana-logů.

Eyní bylo zjištěno, že 9a-allyl- a 9a-propargyl-deriváty 9-deoxo-9a-aza-9a-homo-erythromycinu A jsou účinnými antibakteriálními prostředky proti grampositivním a gram-negativním bakteriím. Uvedené sloučeniny odpovídají obecnému vzorci I ,η CS 272243 B2

ve kterém R znamená allylovou skupinu nebo propargylovou skupinu.

Fod rozsah předloženého vynálezu spadají rovněž farmaceuticky použitelné adičnísoli sloučenin obecného vzorce I s kyselinami, které lze používat pro stejný účel jakosloučeniny obecného vzorce I. Pod takovéto soli spadají, aniž by uvedený výčet měl li-mitující charakter, například následující soli: hydrochlorid, hydrobromid, síran, fosforečnan, mravenčan, octan, propionát, butyrát,citrát, glykolát, laktát, tartrát, malát, maleát, fumarát, glukonát, stearát, mandlát,pamoát, benzoát, sukcinát, laktát, p-toluensulřonát a asparát. Předložený vynález se rovněž týká způsobu léčení bakteriálních infekcí savců, který spočívá v aplikaci antibakteriálně účinného množství sloučeniny vzorce I savcům. Dále se vynález týká farmaceutického přípravku ve formě jednotkové dávky k léčení bakte-riální infekce, který obsahuje antibakteriálně účinné množství sloučeniny obecnéhovzorce I a farmaceuticky upotřebitelný nosič nebo ředidlo.

Sloučeniny obecného vzorce I vykazují kromě toho významnou účinnost proti Neisse-ria gonorrhea a Haemophilus in vitro a proti četným grampositivním a gramnegativnímmikroorganismům in vivo. Co do své užitečné účinnosti při perorální aplikaci a neoČe-kávatelně dlouhého poločasu v séru savců jsou sloučeniny obecného vzorce I.podobné9-deoxo~9a-methyl-9a-aza-9a-homoerythromycinu A, a zcela nepodobné odpovídajícímu 9a--desmethylderivátu 9-deoxo-9a-aza-9a-homoerythromycinu A, který je in vivo praktickyneúčinný a má při perorální aplikaci podstatně kratší poločas v séru.

Způsob výroby sloučeniny shora uvedeného obecného .vzorce I, ve kterém R má shorauvedený význam, lze znázornit následujícím reakčním schématem: i Λ CS 272243 B2

přičemž r' znamená skupinu CH-C- nebo skupinu CHgaCH- a

Hal znamená atom halogenu, výhodně atom bromu.

Reakce spočívá v počáteční alkylaci odpovídajícího 3 '-N-oxidu 9-deoxo-9a-aza-9a--hydroxy-9a-homoerythromycinu A působením allylhalogenidu nebo propargylhalogenidu,výhodně působením allylbromidu nebo propargylbromidu. Reakce se provádí v bezvodém roz-pouštědle, které je za reakčních podmínek inertní, výhodně v chloroformu, při teplotěmístnosti.

Se stejně dobrými výsledky lze používat i jiná rozpouštědla, zahrnující halogeno-vané uhlovodíky, estery, ethery nebo aromatická rozpouštědla. Kromě toho lze pracovatpři teplotě nižší nebo vyšší, aniž by to mělo vliv na průběh reakce, přičemž výsledkemje zpomalení nebo urychlení průběhu reakce.

Vedlejší produkt alkylační reakce, tj. halogenovodík, se odstraňuje přidáním anor-ganické báze v malém nadbytku, jako uhličitanu draselného, uhličitanu sodného, uhliči-tanu vápenatého apod. Obecně je postačující čtyřnásobek molárního množatví báze. Při teplotě místnosti je alkylační reakce ukončena během 18 až 24 hodin. Jak jižbylo výše uvedeno, je reakční doba závislá na reakční teplotě a může se odpovídajícímzpůsobem přizpůsobit.

Předmětem předloženého vynálezu je způsob výroby nových derivátů 9-deoxoT9a-allyl-a -propargyl-9a-aza-9a-homoerythromycinu A obecného vzorce I uvedeného a definovanéhoshora, jakož i jejich farmaceuticky použitelných adičních solí s kyselinami, který spo-čívá v tom, že se působením trifenylfosfinu v rozpouštědle, které je za reakčních pod-mínek inertní, zejména v tetrahydrofuranu, deoxiduje sloučenina obecného vzorce III CS 272243 B2

O \

(III), ve kterém R má shora uvedený význam, a získaná sloučeniny vzorce I se popřípadě převede na farmaceuticky použitelnou edič-ní sdl s kyselinou.

Reakce podle vynálezu spočívá v deoxidaci 3*-N-oxidu obecného vzorce III. Obecněje čistota alkylovaného N-oxidu vzorce III dostačující pro to, aby se mohl přímo pou-žít pro následující deoxidaci. Je-li žádoucí další čištění alkylovaného N-oxidu, pakse může alkylovaný N-oxid čistit přes sloupec silikagelu.

Desoxidační stupeň se provádí za použití ekvimolárního množství trifenylfosfinu amalého nadbytku trifenylfosfinu. Reakce se uskutečňuje v bezvodém rozpouštědle, kteréje za reakčních podmínek inertní, jako jsou rozpouštědla používaná pro alkylační reak-ci. Výhodným rozpouštědlem je tetrahydrofuran.

Reakční doba se může měnit v závislosti na teplotě varu rozpouštědla použitéhopro reakci pod zpětným chladičem. Pracuje-li se při teplotě varu tetrahydrofuranu podzpětným chladičem, pak je reakce ukončena asi za 4 až 5 hodin.

Reakční produkt se izoluje odstraněním rozpouštědla a extrakcí bázického produktuz nežádoucích nebázických nečistot rozdělením zbytku mezi rozpouštědlo nemísitelné svodou a vodu úpravou hodnoty pH na asi 4,5. Vodná vrstva, která obsahuje produkt, sepotom zalkalizuje (pH 10) a produkt se ve formě volné báze extrahuje rozpouštědlem,jako ethylacetátem. Další čištění se může provádět obvyklými metodami, jako překrysta-lováním nebo chromatografováním,

Adiční soli sloučenin obecného vzorce I<s kyselinami se podle předloženého vyná-lezu připravují snadno reakcí sloučenin vzorce I s alespoň ekvimolárním množstvím vhodné kyseliny v rozpouštědle, které je za reakčních podmínek inertní, nebo v případě hydrochloridů, působením pyridiniumhydrochloridu. Je-li ve sloučenině vzorce I přítomnavíce než jedna bázická skupina, pak přídavek dostatečného množství kyseliny zajistí,aby se z každé bazické skupiny vytvořila sůl za vzniku polyadičních solí s kyselinami.

I 5 CS 27224-3 B2

Adiční soli s kyselinami se izolují, pokud jsou v rozpouštědle, které je za reakČníchpodmínek inertní, nerozpustné, pomocí filtrace, vysrážením přídavkem nerozpouštědlak adiční soli s kyselinou nebo odpařením rozpouštědla. Vůči sloučeninám vzorce I jsou citlivé různé grampositivní mikroorganismy a urči-té gramnegativní mikroorganismy, jako mikroorganismy sférického nebo elipsoiáního tva-ru (koky). Účinnost sloučenin podle vynálezu in vitro lze snadno prokázat testy prová-děnými in vitro proti různým mikroorganismům v infusním prostředí s výtažky mozku asrdce Domoci obvyklé dvojnásobné zřeďovací techniky. Účinnost sloučenin in vitro proka-zuje jejich vhodnost pro topické použití ve formě mastí, krémů apod., pro sterilizačníúčely, například ke sterilizaci zařízení nemocničních pokojů, dále jako průmyslové an-timikrobiální prostředky, například k úpravě vody, k potírání slizu, jakož i k ochraněnátěrů a dřeva.

Za účelem použití in vitro, například pro místní aplikaci, se sloučenina podlevynálezu často převádí metodami, které jsou ve farmacii dobře známé, na lotiony, tyčin-ky, masti, krémy, gely apod. Pro takovéto účely se obvykle používá koncentrací účinnélátky od asi 0,01 do asi 10 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost celé komposice. Dávko-vači forma se aplikuje v místě výskytu infekce podle libosti, obecně alespoň jedenkrátdenně.

Bavíc jsou sloučeniny obecného vzorce I vyráběné postupem podle tohoto vynálezu ú-činné proti grampositivním a určitým gramnegativním mikroorganismům in vivo při perorál-ním nebo/a patenterálním podávání zvířatům a také lidem. Jejich účinnost in vivo jevšak více omezena pokud jde o přecitlivělost organismů a dá se zjistit obvyklým způso-bem, který spočívá v infikování myši v podstatě jednotné hmotnosti testovaným mikroor-ganismem a poté ošetřením perorálním nebo subkutánním podáním testované sloučeniny. Připraktickém provedení se myš, například 10 exemplářů, intraperitoneálně inokuluje vhodnězředěnou kulturou obsahující přibližně jedno- až desetinásobek hodnoty LD,Q0 (tj. r.ej-nižší koncentrace organismů nutná k dosažení 100% mortality). Současně se provádějíkontrolní testy, při kterých myš obdrží inokulum nižších koncentrací, než jsou potřeb-né k ověření možné změny virulenoe testovaného organismu. Testovaná sloučenina se po-dává 0,5 hodiny po inokulaci a podání se opakuje po 4, 24 a 48 hodinách. 4 dny po po-sledním ošetření se zjistí počet přežívajících myší, který se zaznamenává.

Používají-li se uvedené nové sloučeniny in vivo, pak se mohou aplikovat perorálnenebo parenterálně, například subkutánně nebo intramuskulárně injekcí, v dávce od asi1 mg/kg do asi 200 mg/kg tělesné hmotnosti na 1 den. Výhodný rozsah dávek se pohybujeod asi 5 mg/kg do asi 100 mg/kg tělesné hmotnosti na 1 den a zvláště výhodný rozsahdávek se pohybuje od asi 5 mg/kg do asi 50 mg/kg tělesné hmotnosti na 1 den. Pomocnýmprostředím vhodným pro parenterální injekci může být bud vodné prostředí, jako je voda,isotonický roztok chloridu sodného, isotonický roztok dextrosy, Ringerův roztok, nebonevodné prostředí, jako jsou mastné oleje rostlinného původu (olej z bavlníkových se-men, podzemnicový olej, olej z kukuřičných klíčků, sezamový olej), dimethylsulfoxid adalší nevodná prostředí, která nenarušují terapeutickou účinnost Dřípravku a nejsou vpoužívaných množstvích jedovatá (jako je například glycerol, propylenglykol, sorbitol).Kromě toho se mohou výhodně připravovat komposice, které jsou vhodné pro bezprostřednípřípravu roztoků před podáním. Takovéto komposice mohou obsahovat kapalná ředidla, ja-ko například propylenglykol, diethylkarbonát, glycerol, sorbitol, atd.; tlumivé pro-středky, hyaluronidázu, lokální anestetika a anorganické soli k dosažení žádaných far-makologických vlastností. Uvedené sloučeniny se mohou rovněž kombinovat s různými far-maceuticky použitelnými inertními nosnými látkami, vodnými pomocnými látkami, nejedo-vatými organickými rozpouštědly a zpracovávat ve formě tobolek, tablet, kosočtvereč-ných pastilek, pastilek, suchých směsí, suspenzí, roztoků, elixírů a roztoků nebo sus-penzí určených pro parenterální aplikaci. CS 272243 B2 V různých dávkovačích formách se obecně sloučeniny podle vynálezu používají v kon-centracích pohybujících se od asi 0,5 % hmotnostního do asi 90 % hmotnostních, vztaženona celkovou hmotnost přípravku. Následující příklady vynález blíže objasňují,neomezují. jeho rozsah však v žádném případě Příklad 1

3N-oxid 9-deoxo-9a-aza-9a-hydroxy-9a-homoerythromycinu A K roztoku 10 g (13,6 mmol) 9-deoxo-9a-aza-9a-homoerythromycinu A (srov. americkýpatentový spis č. 4 328 334) ve 40 ml methanolu se za míchání v průběhu 10 minut při-kape celkem 50 ml 30% vodného peroxidu vodíku (0,58 mol). Reakční směs se míchá přesnoc při teplotě místnosti a potom se vylije do míchané směsi 200 g ledu, 200 ml ethyl-acetátu a 100 ml vody. Nadbytek peroxidu vodíku se odstraní opatrným přikapáváním na-syceného vodného roztoku siřičitanu sodného až do negativní reakce na jod-škrobovouzkoušku. Vrstvy se oddělí a vodná vrstva se dvakrát extrahuje vždy 200 ml ethylacetá-tu. Všechny tři organické extrakty se spojí, vysuší se bezvodým síranem sodným a zahus-tí se za sníženého tlaku za vzniku sloučeniny uvedené v názvu ve formě bezbarvé amorf-ní pevné látky. Výtěžek: 8,6 g (82 % teorie)

Chromátografie na tenké vrstvě: hodnota Rf = 0,20 (rozpouštědlový systém: směs methylenchloridu, methanolu a koncentrovaného hydroxiduamonného v objemovém poměru 6 : 1 : 0,1); ^H-NMR spektrum (60 MHz, deuterochloroform): = 3,21 6H, s (0H3)2N-0 , 3,39 (3H, s, 3"-OCH3);

Hmotové spektrum MS m/z = 576,3654 (M - C8H16O4N, C29H54O1oN), 418,2744 (M - Cl6H3OO7N, C21H4007N). Příklad 2

9-deoxo-9a-aza-9a-allyl-9a-homoerythromycin A K dobře míchané směsi 4,0 g (5,2 mmol) sloučeniny z příkladu 1 v 50 ml chlorofor-mu a 28 g (0,20 mol) suspendovaného bezvodého uhličitanu sodného se v průběhu 5 minutpřikape 25 g (17,9 ml, 0,21 mol) allylbromidu v 10 ml chloroformu. V míchání při tep-lotě místnosti se pokračuje po dobu 18 hodin. Chromatografováním na 200 g silikagelus velikostí částic 0,07 až 0,038 mm za použití směsi chloroformu, isopropylalkoholu akoncentrovaného hydroxidu amonného v objemovém poměru 8 : 2 : 0,1 jako elučního činid-la se získá 0,72 g alkylovaného substrátu (ve formě bezbarvé pěny), který je dostateč-ně čistý pro příští (tj. desoxidační) stupeň. K veškerému produktu se přidá 0,93 g(3,6 mmol) trifenylfosfinu ve 21 ml tetrahydrofuranu a výsledná směs se zahřívá k varupod zpětným chladičem po dobu 4 hodin. Potom se rozpouštědlo odstraní za sníženéhotlaku, přičemž se získá olejovitý zbytek, který se rozpustí ve 150 ml ethylacetátu. Kzískanému roztoku se přidá stejné množství vody a hodnota pH se upraví na 4,5 pomocí 7 CS 272243 B2 6IT roztoku chlorovodíkové kyseliny. Oddělená vodná fáze se několikrát extrahuje vždy150 ml ethylacetátu. Nakonec se vodná fáze smísí se stejným objemem ethylacetátu ahodnota pH se zvýší na 10,0 pomocí 10% uhličitanu draselného. Páže se oddělí a vodnáfáze se dvakrát extrahuje 100 ml ethylacetátu. Spojené (3.) konečné ethylacetátovéextrakty se vysuší síranem sodným a zahustí se 2a sníženého tlaku, přičemž se získá0,55 g jantarově zbarvené pěny. Čistěním metodou velmi rychlé ohromatografie na sili-kagelu (50 g) za použití směsi chloroformu, isopropylalkoholu a koncentrovaného hyd-roxidu amonného v objemovém poměru 15 : 1 : 0,1 jako elučního činidla se získá 408 mg(10 % teorie) sloučeniny uvedené v názvu fve formě bezbarvé amorfní pevné látky.Chromatografie na tenké vrstvě: hodnota » 0,36 (rozpouštědlový systém: směs metbylenchloridu, methanolu a koncentrovaného hydroxiduamonného v objemovém poměru 9 : 1 : 0,1); ^C-EMR spektrum (100 MHz, deuterochloroform): 177,8, 136,3 a 117,1 (olefinické atomy uhlíku), 103,0 95,2, 83,9, 78,5, 78,0, 77,9 , 77,7, 74,2, 72,8, 70,9, 68,8, 65,6, 64,3, 64,2, 61,2, 53,6, 49,4: 45,0, 41,9, 41,2, 40,3 (2), 35,0, 29,0, 27,8, 26,8, 22,0, 21,6, 21,5, 21,3, 18,3, 16,5, 15,0, 11,3, 9,7, 9,6;

Hmotové spektrum MS: m/z = 774,9 (Μ, , 616.4 (M - 08Hl602H), 599.4 (M - CsH17O3H),458,2 (M - C16H3OO5H), 442 (M - Cl6H300gH) a157,9 (M - C32H58°10K)· Příklad 3

9-deoxo-9a-aza-9a-propargyl-9a-homoerythromycin A K dobře míchané směsi 10,0 g (13,0 ramol) produktu z příkladu 1 v 75 ml chlorofor-mu a 72 g (0,52 mol) suspendovaného bezvodého uhličitanu draselného se v průběhu 15 mi-nut přikape 62 g (0,52 mol) propargylbromidu. V míchání při teplotě místnosti se po-kračuje po dobu 18 hodin. Potom se reakční směs zfiltruje a filtrát se zahustí za sní-ženého tlaku, přičemž se získá 8,5 g pěny. Veškerý produkt se rozpustí v 75 ml bezvo-dého tetrahydrofuranu. Potom se k reakční směsi přidá 10,5 g (0,04 mol) trifenylfosfi-nu a reakční směs se zahřívá po dobu 2 hodin k varu pod zpětným chladičem. Potom serozpouštědlo odstraní za sníženého tlaku a surový produkt se rozpustí ve 100 ml ethyl-acetátu. Přidáním stejného objemu vody k získanému etbylacetátovému roztoku se směsrozdělí do dvou vrstev. Hodnota pH se pomocí 6N roztoku chlorovodíkové kyseliny upravína 4,0. Oddělená vodná vrstva se potom míchá se 100 ml čerstvého ethylacetátu za úpravyhodnoty pH na 10,0 pomocí 6H roztoku hydroxidu sodného. Zahuštěním organické vrstvy zasníženého tlaku se získá 7,3 g poločistého produktu. Chromatografováním veškerého podí-lu na 430 g silikagelu (0,07 až 0,038 mm) za použití směsi chloroformu, methanolu a kon-centrovaného hydroxidu amonného v objemovém poměru 15 ! 1 s 0,1 jako elučního činidlase získá 1,67 g (17 % teorie) čistého produktu ve formě bezbarvé amorfní pevné látky.

Claims (1)

1. CS 272243 B2 Chromatografie na tenké vrstvěj hodnota Rf = 0,39 (rozpouatědlový systém: směs methylenchloridu, methanolu a koncentrovaného hydroxiduamonného v objemovém poměru 9 : 1 s 0,1). 13C-NMR spektrum (100 MHz, deuterochloroform): a 178,0, 102,8, 94,7, 83,4, 80,0, 78,0, 77,7, 77,5, 77,2, 74,8, 73,9 (2), 72,9, 70,8, 68,8, 65,6, 65,5, 63,4, 61,2, 49,4, 44,9, 43,1, 42,2, 40,3 (2), 37,3, 34,8, 28,8, 26,7, 26,4, 21,9, 21,6, 21,3 (2), 18,2, 16,7, 14,4, 11,1, 10,7, 9,5; Hmotové spektrum MS: m/z 772,9 (M, C40H72°12N2^’ 614,4 (M - C8Hl6O2N), 597,4 (Μ - σθΗ17Ο3Η), 456,2 (M - Cl6H3OO5N), 440,3 (M - ClSH300glí), 158,0 (M ~ ^32^56°1O^' P 5 E D M $ T VYNÁLEZU Způsob výroby nových derivátů 9~deoxo~9a-allyl- a propargyl-9a-aza-9a-monoerythro-mycinu A obecného vzorce I

   (I)., ve kterém R znamená allylovou skupinu nebo propargylovou skupinu, jakož i jejich farmaceuticky použitelných adičních solí s kyselinami, vyznačující setím, že se působením trifenylfosfinu v rozpouštědle, které je za reakčních podmínekinertní, zejména v tetrahydrofuranu, deoxiduje sloučenina obecného vzorce III I CS 272243 B2

   (III), ve kterém R má shora uvedený význam, načež se získaná sloučenina vzorce I popřípadě převede na farmaceuticky použitelnouadiční sůl s kyselinou.