DD275871A5 - Verfahren zur herstellung von derivaten von 9-deoxo-9a-aza-9a-homoerythromycin a - Google Patents

Abstract

Hergestellt werden antibakterielle 9-Deoxo-9 a-allyl- und -propargyl-9 a-aza-9 a-homoerythromycin-A-Verbindungen, deren pharmazeutisch annehmbare Salze, pharmazeutische Zusammensetzungen, die antibakteriell wirksame Mengen derselben und einen pharmazeutisch annehmbaren Traeger umfassen, zur Behandlung bakterieller Infektionen mit antibakteriell wirksamen Mengen derselben.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf dte Herstellung nouor Oorivate von 9-Deoxo-9a-aza-y a-homoerythromycin A. Sie bezieht sich insbesondere auf die Herstellung von 9a-Allyl· und 9a-Propargylderivaten von 9-Deoxo-9a-aza-9 a-homoerythromycin A, von pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalzen dersolben und die Verwendung dioser Verbindungen als antibakterielle Mittel.

Hintergrund der Erfindung

Erythromycin A ist ein Makrolid-Antibiotikum, hurgostollt durch Formentation und boschriebun in US-PS 2653899. Es sind zahlreiche Derivato von Erythromycin A bei Bomühungon, ssine biologischen und/odor pharmakodynamischen Eigenschaften zu modifizieren, hergestellt worden. Erythromycin-A-Eetur mit Mono· und Dicarbonsäuren worden in Antibiotics Annual, 1953-1954, Proc. Symposium Antibiotics (Washington, D.C), Soiton 500-513 bzw. 514-521, aufgor"'!hrt. Die US-PS 3417077 boschreibe don cyclischen Carbonatostor von Erythromycin A, das Roaktionsprodukt von Erythromycin A und Ethyloncarbonat, als aktives, antibakterioHos Mittel.

US-PS 4326334, erschienen em 4. Mu1190?, boschroibt 9Dooxo-9a-aza-9a-homoorythromycin A und erwähnt os unter dam „ Namen 11-Aza-IO-dooxo-IO-dihydro-orythromycin A. Da dioso Verbindung oin ringoxpondjertos (Homo)Dorivat von Erythromycin A Ist, wobei Stickstoff (aza) des zus&tzlicho Atom dos Ring&ystoms ist, wird dio Nomenklatur 9-Deoxo-9a-aza-9ahomoor/.hromycin A für iir.s Qrundrltigsyslom dor erfindungsg6mäß horgostellten Vorbindungon bevorzugt.

BE-PS 892357, veröffentlicht am UuIi 1982, und deren britische Entsprechung, Anmeldung 2094 293Λ, veröffentlicht am

15.Sept. 1982, beschreiben das N-Methylderivat von 9-Deoxo-9a-aza-9a-homoerythromycin A, während US-PS 4526889 dasentsprechende 4"-Epi-9a-methyl-isomer beansprucht. US-PS 4512982 beansprucht 9-Deoxo-9a-methyl-9a-aza-9ahomoerythromycin-A-derivate, worin der Substituent am 4" Wasserstoff oder Amino sein kann.

US-PS 4382085, erschienen am 3. Mai 1983, beschreibt 4"-Epi-erythromycin A; d.h. die 4"-OH-Gruppe hat die axiale Konfiguration. Die 4"-OH-Gruppe in Erythromycin A hat die äquatoriale Konfiguration.

9-Deoxo-9a-propargyl-9a-aza-9a homoerythromycin A wurde im Abstract der 27.lnterscience Conference on Antimicrobial

Agents and Chemotherapy (Okt. 1987) als HPLC-Standard in der Gawebeanalyse von Azithromycin und Analogen desselben

beschrieben.

Ziel der Erfindung

Es wurde nun gefunden, daß 9a-Allyl- und 9a-Propargylderivate von 9-Deoxo-9a-aza-9a-homoerythrornycin A wirksame antibakterielle Mittel gegen grampositive und gramnegative Bakterien sind. Die Verbindungen haben die Formel (I).

"OCH.

worin R Allyl oder Propargyl ist.

Von der vorliegenden Erfindung mitumfaßt wird auch die Herstellung der pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalze der Verbindungen der Formel (I), dio für den gleichen Zweck verwendbar sind. Zu diesen Salzen gehören, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, das Hydrochlorid, Hydrobromid, Sulfat, Phosphat, Formiat, Acetat, Propionat, Butyral, Citrat, Glykolat, Lactut, Tartrat, Mtlat, Maleat, Fumsrat, Gluconat, Stoarat, Mandelat, Pamoat, Benzoat, Succinat, Lactat, p-Toluolsulfonat und Aspartat.

Mitumfaßt als Teil der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zum Behandeln einer bakteriellen Infektion bei einem Sfiuger, das die Verabreichung einer antibakteriell wirksamen Menge einer Verbindung der Formel (I) an diesen Säuger umfaßt, und die Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung in Einheitsdosisform zur Behandlung einer bakteriellen Infektion, die eine antibakteriell wirksame Menge einer Verbindung der Formel (I) und einen pharmazeutisch annehmbaren Träger oder ein Verdünnungsmittel umfaßt. Welter zeigen sich Vorbindungen der Formel (I) eine signifikante Aktivität gegen Nelssorla gonorrhea und Haamophilus in vitro und gogen viele grampositive und gramnegative Mikroorganismen in vivo. In ihrer zweckmäßigen, oralen Aktivität und unerwartet langen Serum-Halbwertszeit h Säugern sind die Verbindungen der Formel (I) ähnlich dem 9-Deoxo-9a-methyl-9a-aza-9a-homoerythromycin A und ganz unähnlich der entsprechenden 9a-Desmethylve.'bindung 9-Deoxo-9a-aza-9a-homoervthromycin A, dia keine verwortbare, orale Aktivität in vivo und eine wesentlich kürzere Serum-Halbwertszeit zeigt.

Darlegung des Wosons der Erfindung Die Verbindungen der Formel (I), worin R wie oben definiert ist, wordon nach dem folgenden Schema hergestellt

1. K¹CH₂HaI ' Ti (O

(D

worin R' CHbC- oder CH]=CH- ist und Hal ein Halogen, vorzugsweise Brom, ist.

Die Reaktion umfaßt die anfänglichen Alkylierung des entsprechenden ü-Deoxo-Sa-aza-Sa-hydroxy-Sa-homoerythromycins A,

3'-N-OxId, mit einem Allyl- oder Propargylhalogenid, vorzugsweise dem Bromid. In der Praxis erfolgt die Reaktion in einemwasserfreien, reaktionsinerten Lösungsmittel, vorzugsweise Chloroform, bei Umgebungstemperaturen.

Andere Lösungsmittel einschließlich halogenierter Kohlenwasserstoffe, Ester, Ether oder aromatischer Lösungsmittel können

mit ebenso guten Ergebnissen verwendet werden. Weiter kann die Temperatur ohne Änderung des Reaktionsverlaufes gesenktoder erhöht werden, was zu einer Verlangsamung bzw. Beschleunigung des Reaktionsverlaufes führt.

Das Nebenprodukt der Alkylierung, ein Halogenwasserstoff, wird durch Zugabe eines großen Überschusses einer

anorganischen Base, wie Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat, Calciumcarbonat usw., entfernt. Im allgemeinen ist ein 4facher,

molarer Überschuß an Base angemessen.

Bei Umgebungstemperaturen ist die Reaktion in etwa 13 bis 24h beenden. Wie bereits erwähnt, ist t iese Reaktirnszeit eine Funktion der Reaktionstemperatur und kann entsprechend eingest'/llt werden. Die nächste Stufe zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorbin Jungen umfaßt die Deoxygenierung des 3'-N-0xids. Im

allgemeinen ist die Reinheit des alkylierten N-Oxids ausreichend gut, um dessen direkte Verwendung in der nächsten

Deoxygenierungsstufe zuzulassen; wenn eine weitere Reinigung erforderlich ist, kann das alkylierte N-Oxid durch eine Säule aus Siliciumdioxidgel geleitet werden. Die Deoxygenierungsstufe erfolgt mit einer äquimolaren Menge an Triphenylphosphin plus einem geringen Überschuß. Die Reaktion wird in einem wasserfreien, reaktionsinerten Lösungsmittel durchgeführt, wie sie z. B. für die Alkylierung verwendet

werden. Das bevorzugt Lösungsmittel ist Tetrahydrofuran.

Die Reaktionszeit k*nn entsprechend der Rückflußtemperatur des Reaktionslösungsmittels va iiert werden. Wenn Tetrahydrofuran unter Rückfluß verwendet wird, ist die Reaktion in etwa 4 bis 5h beendet. Das Produkt wird durch Entfernen des Lösungsmittels und Extrahieren des basischen Produktes von unerwünschten,

nichtbasischen Verunreinigungen durch Verteilen des Rückstandes !,vischen einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittelund Waaser, auf einen pH von etwa 4,5 ein iestellt, isoliert. Die wäßrige, das Produkt enthaltende Schicht wird dann basisch(pH 10) gemacht, und 4'as Produkt als freie Base wird mit einem Lösungsmittel, wie Ethylacetat, extrahiert. Die weitere Reinigungkann durch übliche Methoden, wie Umkristallisati )n odor Chromatographie, erfolgen.

Die Säureadditionssalze der erfindungsgemäßen Verbindungen lassen sich leicht herstellen, indem man die Verbindungen der Formel (I) mit mindestens einer äquimolaren Menge der geeigneten Säure in einem reaktionsinerten Lösungsmittel oder, im Fall

der Hydrochloride, mit Pyridiniumhydnchlorid behandelt. Da mehr als eine basische Gruppe in einer Verbindung der Formel (I)anwesend ist, erlaubt die Zugabe von ausreichend Säure zur Sättigung jeder basischen Gruppe die Bildung von

Polysäureadditionssalzen. Die Säureadditionssalze werden durch Filtration gewonnen, wenn sie im reaktionsinerten Lösungsmittel unlöslich sind, durch Ausfällung mittels Zugabe eines Nicht-Lösungsmittels für das Säureadditionssalz oder

durch Abdampfen des Lösungsmittels.

Verschiedene grampositive und bestimmte gramnegative Mikroorganismen, z. B. solche von kugeliger oder ollipsoidor Form

(Kokken), sind gegen die Verbindungen der Formel (I) anfällig, ihre In-vitro-Aktivität läßt sich leicht durch In-vitro-Tests gegonverschiedene Mikroorganismen in einem Hirn-Herz-Infuslonsmedium durch die übliche, 2fache Reihenverdünnungstechniknachweisen. Ihre In-vitro-Aktivität macht sie geeignet zur topischen Aufbringung in Form von Salben, Cremes usw., für

Sterilisationszwecke, z. B. Zubehör des Krankenzimmers, und als industrielle, antimikrobiale Mittel, z. B. bei der Wasserbehandlung, Schleim· bzw. Schlickbekämpfung, Farben· und Holzkoiservierung. Zur In-vitro-Verwendung, z. B. zur topischen Aufbringung, Ist es oft zweckmäßig, das gewählte Produkt nach den in der Pharmazie

bekannten Methoden zu Lotionen, Salben, Einreibemitteln, Cremes, GoIs c,w. zu mischen. Für diese Zwecke ist es gewöhnlichakzeptabel, Konzentrationen des aktiven Bestandteils von otwa 0,01 Gow.-% bis zu etwa 10Gew.-%, bezogen auf die gesamte

Zusammensetzung, zu verwenden. DIo Dosisform wird ad libitum, gewöhnlich mindestens einmal pro Tag, auf die Stelle der Infektion aufgetragen. Außerdem sind die orfindungsgomflß horgostolltcn Vorbindungon dor Formel (I) gogon grampositive und bestlmmto

gromnogativo Mikroorganismen in vivo über den oralen und/odor parontoralon Verabreichungswog bei Tieren, den Menschoneingeschlossen, wirksam. Ihro In-vlvo-Aktivität Ist bezüglich enfälligor Organismon bogrenzter und wird durch das übliche

Verfahren boitlmmt, bol wolchom Mäuse von pra..iisch olnhoitlichem Gewicht mit dom Testorganismus Infiziert und

anschließend oral odor subkutan mit der Tostvorbindung behandolt worden. In der Praxis erhalten Moose, z. B. 10 Tiere, einointraporltonoalo Impfung geolgnot verdünnter Kulturen, die otwa das 1· bis lOfache der LD,_W (niedrigste Konzentration der

Organismen, die Kr elno Todesrato von 100% notwendig ist) entht \ Kontrolltests werden gleichzeitig durchgeführt, bei

wolchon Mäuse din Inokulum niodrigeror Vordünnungon als Tost aul möglicho Variation der Virulon.'. dos Tostorganismus

erhalten. Die Testverbindung wird 0,5h nach der Impfung verabreicht, und die Verabreichung wird 4,24 und 48h später wiederholt. Überlebene Mäuse werden 4 Tage lang nach der letzten Behandlung gehalten, und die Zahl der Überlebenden wird notiert.

Bei Verwendung In vivo können die neuen Verbindungen oral oder parenteral, z. B. durch subkutane oder intramuskuläre Injektion, in einer Dosis von etwa 1 mg/kg bis etwa 200mg/kg Körpergewicht pro Tag verabreicht werden. Der günstige Dosisbereich beträgt von etwa mg/kg bis etwa 100 mg/kg Körpergewicht pro Tag und der bevorzugte Bereich von etwa S mg/kg bis etwa 50mg/kg Körpergewicht pro Tag, Öle zur parenteralen Injektion geeigneten Träger können entweder wäßrig sei¹), wie Wasser, Isotonische Kochsalzlösung, isotonische Dextrose, Ringersche Lösung, oder nicht-wäßrig, wie Fettöle pflanzlichen Ursprungs (Baumwollsamen, Erdnußöl, Mais, Sesam), Dimethylsulfoxid und andere, nicht-wäßrige Träger, die die therapeutische Wirksamkeit des Präparates nicht stören und im verwendeten Volumen oder Verhältnis nicht-toxisch sind (Glycerin, Propylenglykol, Sorbit). Weiterhin können mit Vorteil Zusammensetzungen hergestellt werden, die zur improvisierten Herstellung von Lösungen vor der Verabreichung geeignet sind. Diese Zusammensetzungen können flüssige Verdünnungsmittel, z. B. Propylenglykol, Diethylcarbonat, Glycerin, Sorbit usw., Puffermittel, Hyaluronidase, Lokalanästhetika und anorganische Salze umfassen, um wünschenswerte pharmakologische Eigenschafton zu ergeben. Die Vorbindungen können auch mit verschiedenen, pharmazeutisch annehmbaren, inerten Trägern einschließlich fester Verdünnungsmittel, wäßriger Träger, nicht-toxischer, organischer Lösungsmittel in Form von Kapseln, Tabletten, Lutschtabletter., Pastillen, Trockengemischen, Suspensionen, Lösungen, Elixieren und parenteralen Lösungen oder Suspensionen kombiniert werden. Im allgemeinen werden die Verbindungen in verschiedenen Dosisformen bei Konzentrationen im Bereich von etwa 0,5Gow.-% bis etwa 90G9w.-% der gesamten Zusammensetzung verwendet.

Ausfuhrungsbelsplele

Beispiel 1

S-Deoxo-Sa-aza-Sa-hydroxy-Sa-homoerythromycln A 3'-N-OxId

Zu einer Lösung aus 9-Deoxo-9a-8za-£>a-homoerythromycin A (US-PS 4328334) (10g, 13,6mMol) in 40ml Methanol wurden insgesamt 50mi 30%iges wäßriges Wasserstoffperox [0,SS ivtol) unter Rühren innerhalb vor 10min zugetropft. Nach Rühren oder Nacht bei Umgebungstemperatur wurde das Reaktionsgemisch unter Rühren auf eine Aufschlämmung aus Eis (200g), Ethylacetat (200ml) und Wasser (100ml) gegossen. Das überschüjsige Wasserstoffperoxid wurde durch vorsichtige, tropfenweise Zugabe von gesättigtem wäßrigem . Jatriumsulfit abgeschreckt, bis sich ein negativer Stärke-Jod-Test zeigte. Die Schichten wurden getrennt, und die wäßrige Schicht wurde zweimal mi* Je 200ml Ethylacetat extrahiert. Die 3 organischen Extrakte wurden vereinigt, getrocknet (wasserfreies Natriumsulfat) und unior Vakuum zu dem Produkt als farbloser, amorpher Feststoff konzentrier! (8,6g, 82% Ausbeute).

DC Rf a 0,20 (Methylenchlorid-Methanol-konz. Ammoniumhydroxid » 6:1 ;0,1 [Vol.]); ¹H-NMR (6OMHz, CDCI₃) δ 3,21 (βΗ, β [CH,|,N-O), 3,39 (3 H, β, 3"-OCH,); MS m/z 576,3654 (M- C,H„O₄N, C_wri_MO_l0N), 418,2744 (M-CH₃OO₇N₁C₂₁HwO₇N).

Beispiels

9-Deoxo-9 a-aza-9 a-ally I -9 a-homoerythromycln A Zu einem Gemisch aus 4,0g (5,2mMol) des Produktes von Beispiel 1 in 50ml Chloroform und 28g (0,20 Mol) suspendiertem, ·

wasserfreiem Kaliumcarbonat wurden unter gründlichem Rühren 25g (17,9ml, 0,21 Mol) Allylbromid in 10ml Chloroform über j

5 min zugetropft. Es wurde bei Umgebungstemperatur weitere 18 h gerührt. Chromatographie (200g Siliciumdioxidgel, 230 bis 400 mesh, Elution mit Chloroform-lsopropenol-konzentriertem Ammoniumhydroxid = 8:2:0,1 [VoI.)) lieferte 0,72g (farbloser Schaum) aikyliertes Substrat, das für die nächste (Deoxygenierungs)-Stufe ausreichend rein war. Die gesamteProbe wurde mit ;

0,93g (3,6mMol) Triphenylphosphin in 21 rnl Tetrahydrofuran vereinigt, und das erhaltene Gemisch wurde 4h unter Rückfluß erhitzt. Die Lösungsmittelentfernung unter Vakuum lieferte einen öligen Rückstand, der in 150ml Ethylacetat gelöst wurde. Ein gleiches Volumen Wasser wurde zugefügt, dann wurde der pH auf 4,5 eingestellt (6 η Salzsäure). Die abgetrennte wäßrige Phase wurde mit mehreren 150-ml-Portionen Ethylacetat extrahiert. Schließlich wurde die wäßrige Phase mit einem gleichen Volumen Ethylacetat vereinigt, und der pH wurde auf 10,0 erhöht (10% Kaliumcarbonat). Die Phasen wurden getrennt, und die wäßrige ,

Phase wurde zweimal mit 100ml Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten, endgültigen (3) Ethylacetatextrakte wurden getrocknet !

(Natriumsulfat) und unter Vakuum zu einem bernsteinfarbenen Schaum (0,55g) konzentriert. Blitzchromatographio (50g Siliciumdioxidgel, 230 bis 400 mesh, Elution mit Chloroform-lsopropanol-konzontriertom Ammoniumhydroxid = 15:1:0,1 (Vol.)) ergab4G8mg (10% Ausbeute) des Produktes als farblosen, amorphen Feststoff. DC Rf ° 0,36 (Methylenchlorid-Methanol-konz. Ammoniumhydroxid = 9:1:0,1 (Vol.));

"C-NMR (100MHz, CDCI₁) δ 177,8,136,3 und 117,1 (olefinische Kohlenstoffe), 103,0,95,2,83,9,78,5,78,0,77.9,77,7.74,8,74,2, 72,8,70,9,68Λ 65.6,64,3,64,2,61,2,53,6,49,4,45,0,41,9,41,2.40,3(21,35,0,29,0,27,8,26,8,22.0,21,6,21,5,21,3,18,3,16,5,15,0, 11,3,9,7.9.6; MS m/z 774,9 (M, C«₀H₇₄O„N,), 616,4 (M - C,H,.O,N), 599,4 (M - C₁H₁₇O₁N), 458.2 (M - C₁₄Hj₀O₆N), 442 (M - j

), 157,9 (M - C„H_MO_laN).

Beispiel 3,

9-Deoxo-9 a-aza-9 a-propargyl-Sa-homoerythromy ein A

Zu olnom Gomlsch aus 10,0g (13,OmMoI) Jos Produktos von Beispiel 1 in 75ml Chloroform und 72g (0,52 Mol) suspendiortem, wasserfreiem Kaliumcarbonat wurdon untor gründlichem Rühren 62g (0,52 Mol) Propargylbromid übor 15min zugetropft. Es wurdon bol Umgebungstemperatur woitoro 18h gerührt. Das Roaktionsgemlsch wurdo filtriort und unter Vakuum zu einem _v Schaum (8,5g) knn"«rttrlert. DIo gesamto Probo wurde In 75ml wasserfreiem THFgelöst. Triphenylphosphin (10,5g, 0,04 Mol) wurdo zugefügt, und das Gomlsch wurde 2 h untor Rückfluß erhitzt.

Das Lösungsmittel wurdo unter Vakuum ontfornt und das Rohprodukt in 100ml Ethylacotat golöst, das dann mit einem gleichem Volumen Wassor einer Schichtenbildung untorworfon wurdo. Der pH wurdo auf 4,0 eingestellt (6n Salzsäuro). Dio abgetronnto wäßrigo Schicht wurdo dann mit 100ml frlschom Ethylacetat gerührt, während der pH auf 10,0 eingestellt wurdo (6η

Natriumhydroxidlösung). Konzentrieren der organischen Schicht unter Vakuum lieferte 7,3g halb-reines Produkt. Chromatographie der gesamten Probe an Siliciumdioxidgel (430g, 230 bis 400 mesh, Elution mit Chloroform-Methanolkonzentriertem Ammoniumhydroxid - 15:1:0,1 (VoI.]) lieferte 1,07g (17%) gereinigtes Produkt als farblosen, amorphen Feststoff. OC Rf = 0,39 (Methylenchlorid-Mcihanol-konz. Ammoniumhydroxid = 9:1:0,1 (VoI.]);¹³C-NMR (100 MHz, CDCIj) δ 178,0,102,8,94,7,83,4,80,0,78,0,77,7.. 77.5,7 7,2,74,8,73,9 (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), 37,3,34,8,28,8,26,7,26,4,21,0,21,6,21,3 (2), 18,2,16,7,14,4,11,1,10,7,9,5; MS m/z 772,9 (M,), 614,4 (M - C,H„O₂N), 597,4 (M - C,H„O,N), 456,2 (M - C,_SH_MO₆N), 440,3 (M - C₁₈H₃₀OeN), 158,0 (M - C₃₂H₆₄O₁₀N).

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel _f

   BQ

   worin R Allyl oder Propargyl ist, gekennzeichnet dadurch, daß eine Verbindung der Formel

   deoxygsniert und gegebenenfalls ein pharmazeutisch annehmbares Salz des Produktes hergestellt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Deoxygenierung mit Triphenylphosphin in einem reaktionsinerten Lösungsmittel durchgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß das reaktionsinerte Lösungsmittel Tetrahydrofuran ist.