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Verfahren zur Herstellung von Derivaten von Antibiotica ==================================
[Zusatz zu Patent ........(Patentanmeldung R 34 844 IVb/12o)].
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In dem Hauptpatent ........(Patentanmeldung R 34 844 IVb/12o) ist
die Herstellung von N-alkylierten Derivaten von basischen Antiblotica durch"reduktive
Alkylierung" der basischen Antibiotica beschrieben.
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Der Begriff "reduktive Alkylierung" betrifft die Einführung niedriger
Alkylgruppen, gegebenenfalls substtuierter niedriger Alkylgruppsn, durch die Reaktion
von Aminen mit Carbonylverbindungen in Gegenwart eines Reduktionsmittels.
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Aufgabe der Erftndung ist, ein vortelhaftes Verfahren zur Herstellung
einiger der im Hauptpatent beschriebenen Antibioticaderivate zur Verfügung zu stellen.
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Es wurde nun gefunden, daß einige der Verbindungendie im Hauptpatent
beschrieben sind, im spezielleren diejenigen, bei denen der Alkylsubstituent Methyl
ist, durch Umsetzung der basischen Antibiotica mit Formaldehyd, d. h. ohne den Zusatz
eines externen Reduktionsmittels, erhal. ten werden kUnnen.
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Erfindungsgemäß läßt man ein prlmAres oder sekundCres Amin mit Formaldehyd
in einem geeigneten Ldsungsmittel unter dem Einfluß von Wärme reagieren, um das
entsprechende N-methylierte Amin ohne die Zugabe eines externen Reduktionsmitheis
zu erhalten. Die Reaktion erfolgt ziemlich rasch; geeignete Reaktionszeiten liegen
lm Hereich von etwa einlgen Minuten bis zu mehreren Stunden.
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Die als s Nebenprodukt bei der Reaktion gebilde@e Amei@@@nsäure tritt
dann in eine reduktive Alkylierungsreaktion vom @euckart Typ, wie im Hauptpatent
beschrieben, ein.
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Diese Reaktionen können bei Verwendung eines Amin@@dditionssalzes
als Ausgangsmaterial wie folgt dargeste@@@ werden@
und/oder
Offensichtlich findet bei denselben Bedingungen auch folgende Nebenreaktion statt
:
Die Reaktionen nach den Gleichungen 1 und 2 kUnnen in manchon F§llen bei Temperaturen
von nur etwa 40°C stattfinden, doch sind in der Praxis höhere Temperaturen, vorzugsweise
von etwa 100°C bis etwa 150°C, im allgemeinen bevorzugt.
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Die Reaktion nach Gleichung 3 erfordert im allgemeinen Temperaturen
über etwa 60°C.
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Es wurde nun gefunden, daß man durch Umsetzung von Formaldehyd mit
einer Verbindung aus der Klasse der Neomycine, Paromomycine und Kanamycine entsprechende
N-methylierte Verbindungen erhalt, die wertvolle hypocholestorinamische Wirksamkeit
aufweisen, khi-zend sie von der antibiotisehen Wirksamkeit der Ausgangsmateriallen
praktisch frei sind.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren können zwar unterschiedliche Venger
von Formaldehyd verwendet werden, doch werden in
der Praxis vorzugsweise
zumindest 1, 5 Mol Formaldehyd je Aminogruppe, die in dem Molekül des basischen
Ausgangsantibiotioums vorhanden ist, verwendet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist wirtschaftliche Vortoile gegenüber
Verfahren unter Verwendung von einem Hydrierungskatalysator oder anderen Wasserstoff-Donatorsystemen
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Dan Ausgangsantibioticum zur Herstellung der im Hauptpatent beschriebenen
Verbindungen wird hier im allgemeinen als Sulfat in formaldehyd/Wasser-Lösung verwendet,
doch ist ersichtlich, daß auch andere geeignete Reagens/Lösungsmittel-Systeme verwendet
werden können. Die Verwendung solcher anderer möglicher Systeme liegt lm Bereich
der vorliegenden un6.
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Die tolgenden Beispiele erlgutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
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Beispiel 1 25 g handelsübliches Neomycin-sulfat werden in 50 ml 35
%igem Formaldehyd bei 40°C gelöst, und das Reaktionsmedium wlrd 2 Stunden lang bei
100'OC auf einem Ölbad erhitzt.
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Mach dieser Reaktionseit werden 100 ml Wasser zugegeben, und
eine
Fraktion von niohtumgesetztem Formaldehyd wird unter vermindertem Druck verdampft.
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Die erhaltene rdtliche Lösung wird abgekühlt, und der pH-Wert wird
durch Zugabe von in-Ammoniumhydroxyd auf 7 gebracht. Die Lösung wird dann mit Aktivkohle
entfärbt und auf ein Endvolumen von 50 ml eingeengt.
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Die. eingeengte Lösung wird unter kräftigem RUhren in 500 ml Methanol
gegossen. Nach Beendigung der Zugabe wird eine halbe Stunde weiter gerührt, um Hexamethylentetramin
und Ammoniumformiat, die sich als Nebenprodukte bei der Reaktion gebildet haben,
aufzulösen.
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Das Medium wird filtriert, und der Niedersohlag wird mit Methanol
und dann mit Äther gewaschen. Nach 15 stundigem Trocknen unter vermindertem Druck
bei 50°C über Phosphorpentoxyd erhklt man 23 g N-methyliertes Neomycin-sulfat.
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Dieses Produkt ist frei von der antibiotischen AktivitKt des Ausgangs-Neomyoln-sulfats
gegen E. coli und Micrococcus pyogenes var. aureus (ATCC 6338P).
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Das durchschnittliche Verhältnis von tertiären Aminogruppen zu sekundEren
Aminogruppen beträgt 1, 12. Primäre Aminogruppen werden praktisch nicht nachgewiesen.
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Beispiel 2 30 g handelsübliches Neomycin-sulfat werden in 60 ml 35
% igem Formaldehyd bei 40°C gelöst, und die Lösung wird unter RUckRluß erhitzt.
Anteile von Je 15 ml werden der Reihe
nach nach V stundigem RUckflieBen entnommen, und jeder Anteil wird folgendermaßen
behandelt : 20 ml Wasser werden zugegeben und eine Fraktion des nichtumgesetzten
Formaldehyds wird unter vermindertem Druck verdampft.
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Der pH-Wert der abgekAhlten Lösung wird durch Zugabe von 1n-Ammoniumhydroxyd
auf 7 eingestellt. Die Losung wird dann mit Aktivkohle entfärbt und auf 10 ml eingeengt.
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Die konzentrierte Lösung wird unter kräftigem RWhren in 100 ml Methanol
gegossen. Nach Beendigung der Zugabe wird noch eine halbe Stunde weiter geruhrt.
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Das Medium wird dann filtriert und der Niederschlag wird mit Methanol
und mit Xther gewaschen. Nach 15 stUndigem Trocknen unter vermindertem Druck bei
50°C über Phosphorpentoxyd erhXlt man N-methyliertes Neomycin-sulfat, das verschiedene
durohsohnittliche Methylierungsgrade zeigt, wie ausder folgenden Tabelle I hervorgeht.
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Tabelle 1 Reaktionszeit Durchschnittliche (Aquiv./Mol) (in Stunden)
Anzahl Aminogruppen Primäre Sekundäre Tertiäre 1/2 0 4,8 1, 2 1 0 4, 2 1, 8 1 1/2
0 3, 71 2, 29 2,29 2 0 3, 45 2, 55 2 1/2 0 3,35 2,68 3 0 2, 67 3, 33 Mit Ausnahme
der nach einer halbstUndigen Reaktionszeit entnommenen Probe, deren antibiotische
Wirksamkeit etwa 1, 5 % des Ausgangs-Neomycin-sulfats beträgt, sind die Proben frei
von antibiotiecher Aktivitgt gegen Mlarooooous pyogenes var. aureus (ATCC 6538P).
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Beispiel 3 30 g Neamin-sulfat werden in 60 ml 35 %igem Formaldehyd
bei 40'C gelöst, und das Reaktionsmedium wird 2 Stunden bei 105°C auf einem Olbad
erhitzt.
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Mach dieser Reaktionszeit werden 100 ml Wasser zugegeben, und eine
Fraktlon von niohtumgesetztem Formaldehyd wird unter vermindertem
Druck
verdampft.
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Die Ldsung wird dann durch Zugabe von 1n-Ammoniumhydroxyd neutralisiert
und mit Aktivkohle entfärbt.
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Nach Filtrieren wird die Ldsung unter vermindertem Druck zu einem
dicken Syrup konzentriert, der unter kräftigem RUhren in 500 ml Methanol gegossen
wird. Nach Beendigung der Zugabe wird noch eine halbe Stunde welter gerührt.
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Das Medium wird filtriert und der Niederschlag mit Methanol und Xther
gewaschen. Nach 48 stundigem Trocknen unter vermindertem Druck wird N-methyliertes
Neamin-sulfat erhalten.
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Das Produkt ist frai von der antibiotlsohen Aktivität des Ausgangs-Neamin-sulfats
gegen E.coli und Micrococous pyogenes var. aureus (ATCC 6538P).
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Das durchschnittliche Verhältnis von tertiären Aminogruppen zu sekundären
Aminogruppen betr4gt 0,71. Es werden praktisch keinerlei restliche primäre Aminogruppen
mehr gefunden.
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Beispiel 4 25 g Paromomycin-sulfat werden in 50 ml 35 %item Formaldehyd
(bei 40°C) geldst, und das Reaktionsmedium wird 2 Stunden beJ
100°C
auf einem Ölbad unter Rückfluß gehalten.
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Nach dieser Reaktionszeit werden 100 ml Wasser zugegeben und eine
Fraktion von nichtumgesetztem Formaldehyd wird unter vermindertem Druck verdampft.
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Der pH-Wert der abgekUhlten Lbsung wird durch Zugabe von ln-Ammoniumhydroxyd
auf 7 gebracht. Die Ldsung wird dann mit Aktivkohle entrWrbt und auf 50 ml eingeengt.
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Die konzentrierte Lösung wird unter kräftigem RUhren in 500 ml Methanol
gegossen. Das RUhren wird noch eine halbe Sbunde nach beendeter Zugabe aufrecht
erhalten.
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Das Medium wird filtriert und der Niederschlag mit Methanol und dann
mit Ather gewaschen. Nach 48-stUndigem Trocknen unter vermindertem Druck wird N-methyliertes
Paromomycin-sulfat erhalten.
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Dieses Produkt ist frei von antibiotischer Aktivität des Ausgangs-Paromomycin-sulfats
gegen E. coli und Micrococcus pyogenes var. aureus (ATCC 6538P).
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Beispiel 5 2 g Kanamycin-sulfat werden in 4 ml 35 %igem Formaldehyd
bei
40°C geldst und das Reaktionsgemisch wird 2 Stunden auf einem
Ölbad unter RUckfluB gehalten.
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Das Reaktionsmedium wird unter vermindertem Druck eingeengtß bis ein
Syrup erhalten ist. Dann werden 20 ml Wasser zugegeben, und die Ldsung wird durch
Zugabe von ln-Ammoniumhydroxyd neutralisiert und mit Aktivkohle entfärbt, Nach Filtrieren
wird die Losung unter vermindertem Druck auf ein Endvolumen von 5 ml eingeengt und
dann tmter kräftigem RUhren in 25 ml Methanol gegossen. Nach beendeter Zugabe wird
noch 20 Minuten weiter gerührt.
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Das Medium wird fi. ltriert und der Niederschlag mit Methanol und
mit Kther gewaschen. Nach 48 stündigem Trocknen unter vermindertem Druck bei 50°C
über Phosphorpentoxyd wird N-methy-
inertes Kanamycinvernalten.
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Dieses Produkt ist frei von der antlbiotlschen Wirksamkelt des Ausgangs-Kanamycin-sulfats
gegen E.coli und Micrococcus pyogenes var. aureus (ATCC 6538P) o