DE1545770A1

DE1545770A1 - Neuartiges Antibiotikum und Verfahren zur Herstellung neuartiger Antibiotika

Info

Publication number: DE1545770A1
Application number: DE19651545770
Authority: DE
Inventors: Morin Robert Bennett; Marvin Gorman
Original assignee: Eli Lilly and Co
Current assignee: Eli Lilly and Co
Priority date: 1964-08-05
Filing date: 1965-08-02
Publication date: 1969-07-10
Also published as: BE667952A; ES315765A1; US3459853A; NL6510134A; BR6571772D0; DK112949B; SE326192B; CY491A; CH478156A; GB1112211A

Description

Eli Lilly and Company, Indianapolis, Indiana, V.St.A.

Neuartiges Antibiotikum und Verfahren zur Herstellung neuartiger Antibiotika

Die Erfindung betrifft eine neuartige antibiotische Substanz, hier als 0-Mycaminosyltylonolid bezeichnet, und bestimmte Derivate desselben, wie auch Verfahren zur Herstellung dieser Substanzen. .

Tylosin ist ein Antibiotikum, das durch bestimmte Stämme von Streptomyces fradiae erzeugt wird und von Hamill et al. in Antibiotics and Chemotherapy 11. (196I), 528 beschrieben worden ist. Vor dieser Erfindung wurde Tylosin für ein Macrolidantibiotikum gehalten, in dem ein neutraler Zucker Mycarose mit der Formel

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Neue Unterlagen iAitzIlAbe.a.N

IÖ4ÜLYVU

H,C OH

H,C

OH

und ein Aminozucker Mycaminose der Formel

H,C CH

HO

H₃C

an einem vielgliedrigen Laktonring befestigt sind. Es wurde jetzt entdeckt, dass noch ein dritter Zucker mit der Formel

OCH-;

OCH_

an diesem Ring befestigt ist. Dieser Zucker ist wie Mycarose ein neutraler Zucker, identifiziert als Myc'inose, der kürzlich von Dion et al. in J. Amer. Chem. Soc. £34 (1962), 880 beschrieben und charakterisiert worden ist;

Es ist bekannt, dass durch Hydrolyse von Tylosin unter milden

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sauren Bedingungen der neutrale Zucker Myoarose abgespalten und ein« neue antiblotische Substanz, Desmyoosin, erzeugt wird. Es ist ferner bekannt, dass durch heftige Behandlung von entweder Tylosin oder Desmyoosin mit Säure zur Erzeugung des Aminozuokers Mycaminose unter gleichzeitiger Zerstörung der verbleibenden Teile des Antibiotikmoleküls führt.

Die vorliegende Erfindung schlägt die neue antibiotisohe Substanz, bekannt als O-Mycaminosyltylonolid (hier der Einfachheit halber als OMT bezeichnet) vor, in welcher nur der Aminozucker Myoaminose an dem Laotonring hängt, und Verfahren zur Erzeugung des neuen Antibiotikums und des Dihydroderivats desselben aus bereits bekannten und verfügbaren antibiotischen Substanzen vor.

Das neue Antibiotikum, OHT, ist eine weisse basische Substanz, die bei etwa 113⁰C erweicht und bei etwa 115 bis 118⁰C schmilzt. Es ist in bestimmten organischen Lösungsmitteln, wie Chloroform, Benzol, Aceton, Methanol und dgl« löslich und in geringerem Ausmass in Wasser und in organischen Lösungsmitteln, wie Diäthyläther, löslich.

In methanolischer Lösung bei einer Temperatur von 25⁰C beträgt die spezifische Drehung für Natrium-D-Lioht oder OMT + 8,11°, wenn die Konzentration an OMT 0,863 Gew.-# je Volumen beträgt.

Die Infrarotabsorptionskurve einer Chloroformlösung von OMT wird in Figur 1 gezeigt. Die folgenden Absorptionsmaxima

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wurden in dem Bereich von 2 bis 15 Mikron beobachtet» 2.78, 2.89, 3*37» 3.42, 3.68, 4.11, 5.82, 596, 5,96, 6J5, $28, 687, 7-12, 7.25» 7·59, 7·88, 8.13, 8.46, 8.60, 8.79, 9.3O, 9.47, 9.93, 10.16, 10.43, 1079, 11.12, 11.54 und 11.97 Mikron.

Das Ultraviolettabsorptionssjerpektrum von OMT in einer 95 <f£igen wässrigen Äthanollösung zeigt ein ausgesprochenes Absorptionamaximum bei etwa

Wo

284 m/u 91t einem Aufnahmafähigkeitswert von E/ - 315. ' ι cm

Das kernmagnetische Resonanzspektrum von OMT ist in Figur 2 wiedergegeben.

Die elektrometrische Titration von OMT in 66 folgern wässrigem Dimethylformamid zeigt die Anwesenheit einer titrierbaren Gruppe von pK'ol/8,0 an.

Analytische und physikochemieehe Daten e stützen die Annahme, daß j OMT eine Struktur wie Desmycosin hat, aus der der neutrale Zucker _: Mycinose entfernt ist. Alle diese Daten legen ein Molekül mit der em- , pirisohen Formel C,_nH.gNO_1n nahe. Die mikroanalytischen Ergebnisse stimmen gut mit dieser Struktur überein, wie aus den folgenden Zahlen hervorgeht»

berechnet für C_„H_iriNO.„

gefunden	73
61,	78
8,	25
2,

C 61,73
H 8,46
N 2,40

Das O-Mycamin'osyltylonolid hemmt wirksam das Wachstum einer großen Zahl von Bakterien, wozu Staphylococcus aureus 3055» Bacillus subtilis,

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Mycobacterium avium, Streptococcus faecalis, Lactobacillus oasei, Leuoonostoc citrovorum und andere gehören. Streptococcus pyogeney·Infektionen bei der Maus τβμΓάβη durch zwei subkutane Dosen von OMT in einer Höhe von 8,3 mg/kg unter Kontrolle gebracht. Die orale Giftigkeit von OMT bei der Maus, ausgedrückt als LD₁-,, wurde zu 420 mg/kg festgestellt.

Die vorliegende Erfindung schlägt das neue Antibiotikum OMT vor, das durch wässrige Hydrolyse, unter geregelten sauren Bedingungen, von Desmycson oder Tylosin, erhalten wird. Während einer solchen Behandlung von Tylosin werden die neutralen Zucker Mycarose und Mycinose abgespalten; wenn Desmycosin der gleichen Behandlung unterworfen wird, wird der neutrale Zucker Mycinose abgespalten.

In jedem Fall bleibt in dem erhaltenen Produkt der vielglied/rige Laktonring, der sowohl in Tylosin als auch in Desmycosin vorliegt, intakt. An diesem Ring befestigt ist ferner in bisher unbestimmter

Art und Weise der Aminozucker Mycaminose. Die Bezeichnung "Tylonolid" ,

ist für das Laktonringfragment von Tylosin gewählt worden, an dem keine '· Zucker hängen. Daher wird das Antibiotikum der vorliegenden Erfindung, ί das einen Mycaminoserest an diesem Laktonringfragment enthält, logisoh 0-Mycaminosyltylonolid (ΟΜΤ) genannt.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Erzeugung von OMT aus Desmycosin und Tylsin beschränkt, da ganz offensichtlich jede Substanz, die den basischen 0-Mycaminosyltylonolidrest enthält, an dem Zucker sitzen, die durch Hydrolyse abgespalten werden können, als geeignetes Ausgangsmaterial dienen kann. So können ZoB. die von Hamill et al. in The Journal of Antibiotics, Ser. A, Bd. XYII. Nr. 4 (133-139)

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(1964), beschriebenen Antibiotika Macrocin und Laotenocin ebenfalls ale geeignete Ausgangsmaterialien zur Erzeugung von O-Myoaminosyltylonolid nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebraucht werden*

In ähnlicher Weise können OMT-Derivate, in denen der Lactonteil des Mole4 küls modifiziert worden ist, aus den entsprechenden modifizierten Derivaten von Tylosin, Desmyoosin, Macrocin, Lactenocin und dergleichen her-; gestellt werden. So kann z.B. Dihydro-O-mycaminosyltylonolid naoh dem erfindungagemäßen Verfahren aus Dihydrotylosin hergestellt werden, das wiederum leicht aus Tylosin durch chemische Reduktion, wie z.B. mit Natriumborhydrid oder durch mikrobiologische Umwandlung erhältlich ist.

Obwohl das Verfahren der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Temperatur und der Reaktionszeit erhebliche Veränderungen erlaubt, ist der

pH-Wert, bei dem die Hydrolyse durchgeführt wird, ein entscheidender I Faktor. Im allgemeinen kann gesagt werden, daß zur Erzeugung einer er- ^s heblichen Menge des gewünschten Produktes, der pH-Wert, bei dem die Re- ^: aktion durchgeführt wird, zwischen etwa pH 1_t5 und pH 2,5 liegen muß, vorzugsweise bei etwa pH 2. Bei niedrigerem pH wird die Mycaminose abgespalten mit anschließender Zerstörung der antibiotischen Wirksamkeit. ■ Wenn das pH etwa 2,5 übersteigt, erfolgt die Hydrolyse zu dem gewünschten Produkt so längsam, daß das Verfahren für praktische Zweoke nicht brauchbar ist.

Wie gewöhnlich hängen die Reaktionszeit und die Temperatur voneinander ab, wobei höhere Temperaturen kürzere Reaktionszeiten erlauben. Im allgemeinen sollten Reaktionstemperaturen oberhalb von etwa 70 C angewandt

i
werden, damit die Hydrolyse in einer annehmbaren Zeit erfolgt, wobei

Temperaturen zwischen etwa 1OO°C und der Rückflußtemperatur des Reak-

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tionsgemischea bevorzugt werden.

Die nun folgenden Beispiele erläutern einige Verfahren, die bei der praktischen Duraliführung der Erfindung benutzt werden können. Aus der obigen Besohreibung geht aber hervor, daß viele Modifikationen möglich sind, ohne daß der Erfindungsbereioh verlassen wird·

Beispiel 1

Eine Lösung von 5 g Desmycosin in etwa 500 com wässriger Schwefelsäure, pH-Wert 2, wird etwa 60 Stunden am Rüokflufi erhitzt, und dann 3 Tage lang bei Raumtemperatur stehen gelassen. Das entstehende braune Reaktionsgemisch wird dreimal mit je 200 ecm Methylenchlorid extrahiert und die organische Phase verworfen· Der pH-Wert der klaren, farblosen, wässrigen Lösung, die verbleibt, wird mit wässriger Ammoniumhydroxydlösung auf pH 6 eingeetelllt, worauf die Lösung wiederum mit Methylenchlorid extrahiert wird, um nicht-umgesetztes Besmyoosin zu entfernen· Der pH-Wert der wässrigen Phase wird'dann auf pH 9 eingestellt, und die Extraktion mit Methylenchlorid wiederholt. Die Methylenchloridextrakte werden getrocknet und zur Trockne verdampft, wodunch 3,3 g 0-Mycamihoeyltylonolid erhalten werden, das bei etwa 115 bis 118 C schmilzt*

Beispiel 2

Eine Lösung von 5 g Tylosin in etwa 200 ecm wässriger Schwefelsäure, I
pH-Wert 2, wird etwa 28 Stunden lang am Rückfluß erhitzt. Das Reak-

tionsgemisch wird dann abgekühlt und der in Beispiel 1 beschriebenen

■ Isolierungsprozedur unterworfen. Das so erhaltene OMT ist identiaah mit

dem aus Desmycosin erhaltenen*

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Beispiel 3

Dihydrotylosin wird aus Tylosin durch Reduktion mit einem Äquivalent Natriumborhydrid in Äthanol hergestellt. Das so erhaltene Produkt wird zur Herstellung einer Lösung benutzt, die 2 g Dihydrotylosin in 200 com wässriger Schwefelsäure, pH-Wert 2, enthält. Diese Lösung wird dann etwa 6o Stunden lang am Rückfluß erhitzt, worauf mit ihr die Isolierung und Reinigung wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt wird. Das kernmagnetische Resonanzspektrum des erhaltenen Produktes weist einen hohen Reinheitsgrad für das so erhaltene Dihydro-O-toycaminosyltylonolid aus.

Claims

Patentansprüche

1. O-Mycaminosyltylonolid, eine weisse basische Substanz mit einem Schmelzpunkt von etwa 115 - 118⁰C; die löslich ist in Chloroform, Benzol, Aceton und Methanol und leicht löslich ist in Äther und Wasser; i

j die schwach basisch ist und eine titrierbare Gruppe mit einem pK'fv£.-Wezti von 8,0 bestimmt durch elektrometrische Titration in 66^-igem wässrigem · ; Dimethylformamid, aufweist; die eine angenäherte Zusammensetzung von

61,73 i» Kohlenstoff, 8,78 <?o Wasserstoff, 2,25 <fo Stickstoff sowie ι ^:

27,24 fo Sauerstoff (als Differenz bestimmt) und eine empirische Formel

■ von etwa CJ^-qN O₁₀ besitzt; die in 95 ^-igem wässrigem Äthanol ein UV-Absorptionsspektrum mit einem ausgesprochenen Absorp-Üonsmaximum bei etwa 284 m/u _mi-fc _ei_nem Aufnahmefähigkeitswert von E^ =315 zeigt; die in Chloroformlösung folgende unterscheidbare Banden seines IR-Absorptionsspektrum zeigt: _{ft A Λ Λ} , „ „ „ _Λ

Neue Unterlegen T*

2.78, 2.89, 5.37, 3»42, 3.68, 4.11, 5*82, 5.96, 6.15, 6.28, 6.87, 7.12, 7·25, 7-59» 7.88, 8.13, 8.46, 8.6θ, 8.79, 9·3Ο, 9.47, 9·93 10.16, 10.16, 10.43» 10,79, 11.12, 11.54 und 11.97 Mikron; und die eine spezifische

Drehung für Natrium-D-Licht von 8,11⁰C "bei einer Temperatur von 25°C als 0,863 ^-ige Lösung in Methanol aufweist.

2. Verfahren zur Herstellung von O-Myoaminosyltylonolid oder Dihydro-O- ',

mycaminosyltylonolid, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wässrige Lö- ι

sung einer Substanz, die Tylosin, Desmycosin, Macrooin, Lactenocin, Dihydrotylosin, Dihydrodesmycosin, Dihydromaorocin oder Dihydrolactenocin sein kann, bei einer Temperatur über etwa 70 0 und einem pH-Wert zwischen etwa 1,5 und 2,5 erhitzt.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Erhitzen bei einem pH von etwa 2 durchführt.

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