DE1076679B

DE1076679B - Process for the preparation of compounds of the tetracycline series

Info

Publication number: DE1076679B
Application number: DEA30593A
Authority: DE
Inventors: Arthur Green
Original assignee: American Cyanamid Co
Current assignee: Wyeth Holdings LLC
Priority date: 1957-10-29
Filing date: 1958-10-23
Publication date: 1960-03-03

Description

Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Tetracyclinreihe Die Erfindung betrifft die Herstellung neuer Verbindungen der Tetracyclinreihe, insbesondere von bestimmten 12 a-Desoxytetracyclinen der allgemeinen Formel in der R, Wasserstoff oder Chlor, R2 Wasserstoff oder eine Methylgruppe und R3 Wasserstoff oder eine Hydroxylgruppe bedeutet, wobei wenigstens einer der Reste Ri, R2 und R3 Wasserstoff ist.Process for the preparation of compounds of the tetracycline series The invention relates to the preparation of new compounds of the tetracycline series, in particular of certain 12α-deoxytetracyclines of the general formula in which R is hydrogen or chlorine, R2 is hydrogen or a methyl group and R3 is hydrogen or a hydroxyl group, at least one of the radicals Ri, R2 and R3 being hydrogen.

Der Einfachheit halber werden die im folgenden beschriebenen neuen Verbindungen allgemein als 12 a-Desoxytetracycline bezeichnet. Der richtige chemische Name für die erfindungsgemäß herstellbaren Tetracyclinverbindungen ist nach der Nomenklatur der »Chemical Abstractsu 4 - Dimethylamino -1,4,4a,5,5 a,6,11,12 a - octahydro - 3,6,10,12 - tetrahydroxy - 6 - methyl -1,11- dioxo-2-naphthacencarbonsäureamid. Ein geeigneter gebräuchlicher Name für diese Verbindung ist 12 a-Desoxytetracyclin. Geeignete gebräuchliche Bezeichnungen für die anderen erfindungsgemäß herstellbaren Tetracyclinverbindungen sind 6,12a-Didesoxytetracyclin, 7-Chlor-6-desmethyl-12a-desoxytetracyclin, 6-Desmethyl-6,12adidesoxytetracyclin und 6-Desmethyl-12a-desoxytetracyclin. Diese Bezeichnungen werden im folgenden benutzt.For the sake of simplicity, those described below are new Compounds commonly referred to as 12α-deoxytetracyclines. The right chemical The name for the tetracycline compounds which can be prepared according to the invention is after Nomenclature of the »Chemical Abstractsu 4 - Dimethylamino -1,4,4a, 5,5 a, 6,11,12 a - octahydro-3,6,10,12-tetrahydroxy-6-methyl-1,11-dioxo-2-naphthacenecarboxamide. A suitable common name for this compound is 12α-deoxytetracycline. Suitable common names for the others which can be produced according to the invention Tetracycline compounds are 6,12a-dideoxytetracycline, 7-chloro-6-desmethyl-12a-deoxytetracycline, 6-desmethyl-6,12adideoxytetracycline and 6-desmethyl-12a-deoxytetracycline. These Designations are used in the following.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines 12 a-Desoxytetracyclins der allgemeinen Formel in der R, Wasserstoff oder Chlor, R2 Wasserstoff oder eine Methylgruppe und R3 Wasserstoff oder eine Hydroxylgruppe bedeutet, wobei wenigstens einer der Reste R1, R2 und R3 Wasserstoff ist, und von Säureadditionssalzen dieser Verbindungen, wobei das entsprechende Tetracyclinantibiotikum mit einer 12a-ständigen Hydroxylgruppe mit metallischem Zink in einer wäßrig alkalischen Lösung in Berührung gebracht wird, wodurch die Reduktion der 12a-ständigen Hydroxylgruppe erfolgt. Gegebenenfalls wird das gebildete 12a-Desoxytetracyclin unter Bildung des Säureadditionssalzes mit einer Säure umgesetzt.The invention relates to a process for the preparation of a 12 a-deoxytetracycline of the general formula in which R, hydrogen or chlorine, R2 is hydrogen or a methyl group and R3 is hydrogen or a hydroxyl group, where at least one of the radicals R1, R2 and R3 is hydrogen, and of acid addition salts of these compounds, the corresponding tetracycline antibiotic having a 12a hydroxyl group is brought into contact with metallic zinc in an aqueous alkaline solution, as a result of which the 12a-hydroxyl group is reduced. If necessary, the 12a-deoxytetracycline formed is reacted with an acid to form the acid addition salt.

Als wäßrig alkalische Lösung kann man verdünnte Natronlauge oder verdünnte Kalilauge verwenden. Vorzugsweise verwendet man jedoch das Zink in wäßriger Ammoniaklösung.The aqueous alkaline solution can be dilute or dilute sodium hydroxide solution Use potassium hydroxide. However, the zinc is preferably used in aqueous ammonia solution.

Die neuen Verbindungen werden demnach durch chemische Reduktion des entsprechenden Tetracyclins erhalten. 12a-Desoxytetracyclin wird beispielsweise durch chemische Reduktion von Tetracyclin unter Verwendung von Zink in einer wäßxigen Ammoniaklösung, vorzugsweise bei einem pn-Wert von etwa 10 bis etwa 13, hergestellt. Es ist zweckmäßig, das wäßrige Ammoniak als 10- bis 20°/oige Lösung einzusetzen. Die Verwendung von wäßrigem Ammoniak als Lösungsmittelmedium hat sich zur Gewinnung der neuen Produkte als vorteilhaft erwiesen. Durch schwach saure Medien beispielsweise wird entweder die gewünschte Reduktion des Tetracyclinantibiotikums zu einem 12a-Desoxytetracyclin '' nicht gefördert oder die Bildung anderer und unerwünschter Reduktionsprodukte hervorgerufen.The new compounds are therefore made by chemical reduction of the corresponding tetracycline obtained. For example, 12a-deoxytetracycline is used by chemical reduction of tetracycline using zinc in an aqueous solution Ammonia solution, preferably at a pn value of about 10 to about 13, prepared. It is expedient to use the aqueous ammonia as a 10 to 20% solution. The use of aqueous ammonia as the solvent medium has proven to be useful for recovery of the new products proved beneficial. With weakly acidic media, for example either the desired reduction of the tetracycline antibiotic to a 12a-deoxytetracycline '' not promoted or the formation of other and undesirable reduction products evoked.

Die Umsetzung kann ganz allgemein bei Temperaturen zwischen etwa 10 und 50°C durchgeführt werden, doch arbeitet man vorzugsweise bei etwa Zimmertemperatur, d. h. zwischen etwa 20 und 25°C. Die Reaktionszeit ist -nicht besonders kritisch und liegt im allgemeinen zwischen etwa 1 und 4 Stunden. Eine Konzentration von etwa 4°/a (Gew./Vol.) des Tetracyclinantibiotikums in dem wäßrigen Ammoniak reicht für die Umsetzung aus. Das für die Umsetzung verwendete Zink soll vorzugsweise in feinverteilter Form, beispielsweise als Zinkstaub, vorliegen und zweckmäßigerweise in einer Menge von wenigstens 2 Gewichtsteilen -Metall je Gewichtsteil des Tetracyclinantibiotikums eingesetzt werden. Im allgemeinen sind Mengenverhältnisse von über etwa 4 Gewichtsteilen des Metalls nicht erforderlich.The reaction can generally be carried out at temperatures between about 10 and 50 ° C, but it is preferable to work at about room temperature, d. H. between about 20 and 25 ° C. The response time is not particularly critical and is generally between about 1 and 4 hours. A concentration of about 4 ° / a (w / v) of the tetracycline antibiotic in the aqueous ammonia is sufficient for the implementation. The zinc used for the reaction should be preferred in finely divided form, for example as zinc dust, and expediently in an amount of at least 2 parts by weight of metal per part by weight of the tetracycline antibiotic can be used. In general, proportions are in excess of about 4 parts by weight of the metal is not required.

Die gebildeten 12a-Desoxytetracycline können aus den angesäuerten Reaktionsgemischen durch Extraktion, vorzugsweise unter Verwendung von Athyläther gewonnen werden. Andere für diesen Zweck brauchbare Lösungsmittel sind Essigsäuremethylester, Essigsäureäthylester, Methylencl-lorid und Chloroform.The 12a-deoxytetracyclines formed can be extracted from the acidified Reaction mixtures by extraction, preferably using ethyl ether be won. Other solvents that can be used for this purpose are methyl acetate, Ethyl acetate, methylene chloride and chloroform.

Da die 12a-Desoxytetracycline amphotere Substanzen darstellen, kann man sie in einfacher Weise in Säureadditionssalze des gleichen Typs überführen, wie sie bereits ausgehend von Chlortetracyclin und Tetracyclin hergestellt wurden. Die bevorzugten Säuren sind im allgemeinen Mineralsäuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure. DieSäuresalze der12a-Desoxytetracycline können durch Umsetzung der amphoteren Verbindung mit etwa einem Äquivalent der ausgewählten Säure hergestellt werden.Since the 12a-deoxytetracyclines represent amphoteric substances, can they are easily converted into acid addition salts of the same type, as they were already produced starting from chlortetracycline and tetracycline. The preferred acids are generally mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, Nitric acid, phosphoric acid. The acid salts of the 12a-deoxytetracyclines can by Reaction of the amphoteric compound with about one equivalent of the selected acid getting produced.

Wie oben erwähnt, wird 12a-Desoxytetracyclin durch die beschriebene chemische Reduktion von Tetracyclin erhalten. Andere erfindungsgemäß herstellbare 12a-DesoxytetracycHne werden durch eine entsprechende chemische Reduktion der jeweiligen Tetracyclinantibiotika hergestellt. So führt die beschriebene chemische Reduktion von 6-Desmethyltetracyclin zu 6-Desmethyl-12 a-desoxytetracyclin, die von 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin zu 7-Chlor-6-desmethyl-12a-desoxytetracyclin, die von 6-Desoxytetracyclin zu 6,12a-Didesoxytetracyclin und die von 6-Desmethyl-6-desoxytetracyclin zu 6-Desmethyl-6,12a-didesoxytetracyclin.As mentioned above, 12a-deoxytetracycline is described by the obtained chemical reduction of tetracycline. Others that can be produced according to the invention 12a-DeoxytetracycHne are produced by a corresponding chemical reduction of the respective Tetracycline antibiotics made. This is how the described chemical reduction works from 6-desmethyltetracycline to 6-desmethyl-12a-deoxytetracycline, that from 7-chloro-6-desmethyltetracycline to 7-chloro-6-desmethyl-12a-deoxytetracycline, that of 6-deoxytetracycline to 6,12a-dideoxytetracycline and that of 6-desmethyl-6-deoxytetracycline to 6-desmethyl-6,12a-dideoxytetracycline.

Die als Ausgangsstoffe verwendeten 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin und 6-Desmethyltetracyclin werden durch Fermentation unter Verwendung von gewissen Mutantenstämmen von Streptomyces aureofaciens hergestellt.The 7-chloro-6-desmethyltetracycline used as starting materials and 6-desmethyltetracycline are fermented using certain Mutant strains of Streptomyces aureofaciens produced.

6-Desoxytetracyclin wird vorzugsweise durch katalytische Reduktion von Tetracyclin hergestellt. 6-Desmethyl-6-desoxytetracyclin kann durch katalytische Reduktion von 6-Desmethyltetracyclin oder 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin hergestellt werden. Einige der erfindungsgemäß erhältlichen 12a-Desoxytetracychne sind wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von Anhydro-12 a-desoxytetracyclinen, die biologisch aktiv sind und eine Hemmwirkung gegenüber einer Reihe von grampositiven und gramnegativen Mikroorganismen, insbesondere gegenüber tetracyclinresistenten Stämmen besitzen.6-Deoxytetracycline is preferably produced by catalytic reduction made by tetracycline. 6-Desmethyl-6-deoxytetracycline can be catalytic Reduction of 6-desmethyltetracycline or 7-chloro-6-desmethyltetracycline produced will. Some of the 12a-deoxytetracychne obtainable according to the invention are valuable Intermediates for the production of anhydro-12 a-deoxytetracyclines, which are biological are active and have an inhibitory effect on a number of gram-positive and gram-negative Microorganisms, especially against tetracycline-resistant strains.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1 2 g Tetracychnhydrochlorid werden in 50 ccm 150/0igem wäßrigem Ammoniumhydroxyd gelöst. Nach Zugabe von 4 g Zinkstaub wird das Gemisch 2 Stunden gerührt. Das überschüssige Zink wird abfiltriert und das Filtrat mit konzentrierter Salzsäure versetzt, bis ein pH-Wert von 7 erreicht ist. Nach dem Filtrieren wird das Rohprodukt erneut in 500 ccm Wasser suspendiert und bei einem pH-Wert von 1,5 erneut gelöst. Die Lösung wird über Diatomeenerde geklärt. Der pg-Wert des Filtrats wird auf 4,0 bis 4,5 eingestellt und eine geringe Menge fester Substanz abfiltriert. Das klare Filtrat wird mit Äther in einem Extraktor erschöpfend extrahiert. Der Ätherextrakt liefert 750 mg kristallines 12a-Desoxytetracyclin, das aus N,N-Dimethylformamid und Methanol umkristallisiert wird. F. 231 bis 233°C.The following examples illustrate the invention. Example 1 2 g of tetracycline hydrochloride are dissolved in 50 cc of 150/0 aqueous ammonium hydroxide. After adding 4 g Zinc dust, the mixture is stirred for 2 hours. The excess zinc is filtered off and concentrated hydrochloric acid is added to the filtrate until it has a pH of 7 is. After filtering, the crude product is suspended again in 500 cc of water and redissolved at pH 1.5. The solution is over diatomaceous earth clarified. The pg value of the filtrate is adjusted to 4.0 to 4.5 and a low one Amount of solid matter filtered off. The clear filtrate is combined with ether in an extractor exhaustively extracted. The ether extract provides 750 mg of crystalline 12a-deoxytetracycline, which is recrystallized from N, N-dimethylformamide and methanol. M.p. 231 to 233 ° C.

Analyse: C22HZ4N207 Berechnet .... C = 61,6°/0,H = 5,6°/0,N = 6,540/0; gefunden ... C = 61,88 0%, H = 5,92 0/0,N = 6,68 0/0. Das Ultraviolettabsorptionsspektrum wird mit einer Probe der Verbindung bei einer Konzentration von 10 y/ml (Gew./Vol.) bestimmt und zeigt charakteristische Absorptionsmaxima im Bereich von 320 bis 330 mp, in n/10-Salzsäure und 450 bis 500 m#t in m/10-Natriumborat, Methanol oder Methanol -E- Natriumhydroxyd. Beispiel 2 Man arbeitet, wie im Beispiel 1 beschrieben, außer daß 5 mg 6-Desmethyl-6-desoxytetracyclin mit 30 bis 40 mg Zinkstaub in 2,5 ccm 15Q/0igem wäßrigem Ammoniak innerhalb von 3 Stunden reduziert werden. Der Zinküberschuß wird abfiltriert und mit kleinen Anteilen Wasser gewaschen, wobei ein Gesamtvolumen von 3 ccm anfällt. Es ist etwa 1 ccm konzentrierte Salzsäure erforderlich, um das Ammoniak zu neutralisieren und das Produkt wieder in Lösung zu bringen, das während der Neutralisation ausfällt. Das Ultraviolettspektrum zeigt ein Maximum bei 465 m#t und zeigt die Gegenwart von 6-Desmethyl-6,12 a-didesoxytetracyclin. Beispiel 3 Man arbeitet, wie im Beispiel 1 beschrieben, außer daß man 5 mg 7-Chlor-6-desmethyltetracyclin mit 30 bis 40 mg Zinkstaub in 2,5 ccm 150/0igem wäßrigem Ammoniak innerhalb von 3 Stunden reduziert. Der Zinküberschuß wird abfiltriert und mit kleinen Mengen Wasser gewaschen, so daß ein Gesamtvolumen von 3 ccm anfällt. Etwa 1 ccm konzentrierte Salzsäure ist erforderlich, um das Ammoniak zu neutralisieren und das Produkt wiederum in Lösung zu bringen, das während der Neutralisation ausfällt. Das Ultraviolettabsorptionsspektrum zeigt ein Maximum bei 455 m#L und zeigt die Gegenwart von 7-Chlor-6-desmethyl-12 a-desoxytetracyclin. Beispiel 4 Die im Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt, außer daß man 5 mg 6-Desoxytetracyclin mit 30 bis 40 mg Zinkstaub in 2,5 ccm 150/0igem wäßrigem Ammoniak innerhalb von 3 Stunden reduziert. Der Zinküberschuß wird abfiltriert und mit kleinen Mengen Wasser gewaschen, so daß ein Gesamtvolumen von 3 ccm anfällt. Etwa 1 ccm konzentrierte Salzsäure ist erforderlich, um das Ammoniak zu neutralisieren und das Produkt wiederum in Lösung zu bringen, das während der Neutralisation ausfällt. Das Ultraviolettabsorptionsspektrum zeigt ein Maximum bei 460 m&, und zeigt die Gegenwart von 6,12 a-Didesoxytetracyclin. Beispiel 5 Man arbeitet, wie im Beispiel 1 beschrieben, und reduziert 5 mg 6-Desmethyltetracyclin mit 30 bis 40 mg Zinkstaub in 2,5 ccm 150/0igem wäßrigem Ammoniak innerhalb von 3 Stunden. Der Zinküberschuß wird abfiltriert und mit geringen Mengen Wasser gewaschen, so daß das Gesamtvolumen 3 ccm erreicht. Etwa 1 ccm konzentrierte Salzsäure ist erforderlich, um das- Ammoniak zu neutralisieren und das Produkt wieder in Lösung zu bringen, das während der Neutralisation ausfällt. Das Ultraviolettabsorptionsspektrum zeigt ein Maximum bei 450 mt, und damit die Gegenwart von 6-Desmethyl-12 a-desoxytetracyclin.Analysis: C22HZ4N207 Calculated .... C = 61.6 ° / 0, H = 5.6 ° / 0, N = 6.540 / 0; found ... C = 61.88 0%, H = 5.92 0/0, N = 6.68 0/0. The ultraviolet absorption spectrum is determined with a sample of the compound at a concentration of 10 y / ml (w / v) and shows characteristic absorption maxima in the range from 320 to 330 mp, in n / 10 hydrochloric acid and 450 to 500 m # t in m / 10 sodium borate, methanol or methanol -E- sodium hydroxide. EXAMPLE 2 The procedure is as described in Example 1, except that 5 mg of 6-desmethyl-6-deoxytetracycline are reduced with 30 to 40 mg of zinc dust in 2.5 cc of 15% aqueous ammonia within 3 hours. The excess zinc is filtered off and washed with small portions of water, resulting in a total volume of 3 cc. About 1 cc of concentrated hydrochloric acid is required to neutralize the ammonia and redissolve the product that precipitates during the neutralization. The ultraviolet spectrum shows a maximum at 465 m # t and shows the presence of 6-desmethyl-6,12a-dideoxytetracycline. EXAMPLE 3 The procedure is as described in Example 1, except that 5 mg of 7-chloro-6-desmethyltetracycline are reduced with 30 to 40 mg of zinc dust in 2.5 cc of 150/0 aqueous ammonia over the course of 3 hours. The excess zinc is filtered off and washed with small amounts of water so that a total volume of 3 cc is obtained. About 1 cc of concentrated hydrochloric acid is required to neutralize the ammonia and to bring the product back into solution, which precipitates during the neutralization. The ultraviolet absorption spectrum shows a maximum at 455 m # L and shows the presence of 7-chloro-6-desmethyl-12α-deoxytetracycline. EXAMPLE 4 The procedure described in Example 1 is repeated, except that 5 mg of 6-deoxytetracycline are reduced with 30 to 40 mg of zinc dust in 2.5 cc of 150/0 aqueous ammonia over the course of 3 hours. The excess zinc is filtered off and washed with small amounts of water so that a total volume of 3 cc is obtained. About 1 cc of concentrated hydrochloric acid is required to neutralize the ammonia and to bring the product back into solution, which precipitates during the neutralization. The ultraviolet absorption spectrum shows a maximum at 460 m ", and shows the presence of 6,12 α-dideoxytetracycline. EXAMPLE 5 The procedure is as described in Example 1 and 5 mg of 6-desmethyltetracycline are reduced with 30 to 40 mg of zinc dust in 2.5 cc of 150/0 aqueous ammonia over the course of 3 hours. The excess zinc is filtered off and washed with small amounts of water so that the total volume reaches 3 ccm. About 1 cc of concentrated hydrochloric acid is required to neutralize the ammonia and to redissolve the product which precipitates during the neutralization. The ultraviolet absorption spectrum shows a maximum at 450 mt, and thus the presence of 6-desmethyl-12 a-deoxytetracycline.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the preparation of a 12a-deoxytetracycline of the general formula in which R, hydrogen or chlorine, R, hydrogen or a methyl group and R3 denotes hydrogen or a hydroxyl group, where at least one of the radicals R1, R2 or R3 is hydrogen, and acid addition salts of these compounds, characterized in that the corresponding a 12 a-position Hydroxyl group-owning tetracycline antibiotic is reduced with metallic zinc in an aqueous alkaline solution and, if necessary, the 12a-deoxytetracycline formed is reacted with an acid to form an acid addition salt.

2. The method according to claim 1, characterized in that that an ammonia solution is used as the aqueous alkaline solution.

3. Procedure according to claim 1 or 2, characterized in that the reduction temperature between about 10 and about 50 ° C.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that that the concentration of the tetracycline antibiotic in the aqueous ammoniacal Medium is about 4% w / v.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized characterized in that 2 to 4 parts by weight of zinc per part by weight of tetracycline antibiotic be used.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the p. value of the aqueous ammoniacal medium is between about 10 and about 13.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the aqueous ammonia a 10-20% solution is used. B. The method according to claim 1 to 7, characterized in that tetracycline, 6-deoxytetracycline, 7-chloro-6-desmethyltetracycline, 6-desmethyl-6-deoxytetracycline and 6-desmethyltetracycline used as starting materials will.