DE1570031A1

DE1570031A1 - Verfahren zur Herstellung neuer Mitosanverbindungen

Info

Publication number: DE1570031A1
Application number: DE19651570031
Authority: DE
Inventors: Masanao Matsui; Keizo Uzu; Shigetoshi Wakaki
Original assignee: Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
Current assignee: KH Neochem Co Ltd
Priority date: 1964-07-10
Filing date: 1965-07-08
Publication date: 1970-04-02
Also published as: NO117306B; CH459245A; GB1115984A; CH462837A; BR6571125D0; US3558651A; DK120085B; FR1552775A; BE666697A; FR5930M; NL6508896A; NL132363C; CH462836A

Description

Kyowa Haklco- Kogyo Company, Limited, Tokyo /Japan

Verfahren zur Herstellung neuer Mitosanverbindungen

Die Erfindung betrifft neue Antibiotika, insbesondere neue Derivate von Mitosanverbindungen.

1956 isolierten Hata und Mitarbeiter neue Antibiotika aus der Fermentationsbrühe von Streptomyces oaeapitosuo unl nannten die Antibiotika Mitomycin A und B. 1958 isolierten V/akaki und Mitarbeiter ein drittes Antibiotikum, aus derselben Brühe und nannten es Mitomycin C. Bei weiteren Unbersuehungen wurde dann festgestellt, dass die chemische Konstitution der drei Verbindungen wie folgt ist:

CH₂OCONH₂

Mitomycin A

OGÖßJL LL·L94_a_

BAD ORiGiNAL

Neue Unterlagen iArt7 §tAbs.2νγ.ι

	H₃CO,	0	T	0	=	*- 2 -*	A	CH₂OCONH₂	BAD	1570031 ;
		V¹			=		OGH₃
	H₃C	X			OCH₃	.0H
		T 0			H	I/- 3
			0 0 9
/*		0		8W/'i9i	CH₀OCONH₉ /c· &
		0	Mitomycin		NH
			Si . '
		fc -pro		/	eroiniwngen
Ti.: "11 :V- ..;■-.		0	J		CH^OCOIiH₂	der Formel
	H₃C	Mitomycin
		chen dluat	B
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	Y		G	OH¹	-MH₂ ■ ^: ■
		L	j V	CH₃	OGH₃
		/	H







*9

Diese Verbindungen haben demzufolge das folgende Grundgerüst:

CH₂OCONH₂

und werden Mitosanverbindungen genannt.

Die Hitumycine A, 3 und G stellen ausgezeichnete Antibiotika dir, besitzen jedoch insofern Nachteile, als sie gegenüber menschlichem Blut toxisch sind. Um weniger toxische Mitosanverbinaungen zu erhalten, wurden bereits vor der Bestimmung der chemischen Konstitution von Mitomycin A, B und C Untersuchungen durchgeführt; beispielsweise wurde MonomethyI-mitomycin G uder P'-rfiromycin durch Umsetzung von Mitomycin G und Methyljodid in gegenwart von Kaliumcarbonat synthetisiert.Nach der Bestimmung der chemischen Konstitution von Mitomycin A₁B uni C wurde die Untersuchung von Derivaten stark aktiviert. Beispielsweise beschreibt die belgische Patentschrift 624 559 einige 6,7- und 1a-substituierte Derivate von Mitosanverbindüngen.

Die vorlie_£cenae Erfindung betrifft neue Kitosanderivate mit verminderter Tcxi^ität unä entsprechend gesteigerter Verwertbarkeit als Antibiotika sowie deren Herstellung.

Die erxindungsge^iäss emältlichen neuen Antibiotika sind Derivate der Formel:

BAD ORIGINAL 0098U/1949

^ OCH₃

worin X und Z Wasserstoffatome, Reste R oder RGO- bedeuten, worin R einen substituierten oder unsubstituierten aliphatischen Kohlenwasserstoff- oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest bedeuten, beispielsweise niedrige Alkylgruppen, z.B. Methyl- oder Phenylreste oder Halogenphenylreste oder niedrig-Alkylphenylreste, und sie werden aus Mitomycin A und C, sowie Derivaten davon hergestellt. Hierbei werden besonders Verbindüngen bevorzugt, in denen X und R die vorstehenden Bedeutungen besitzen, Z jedoch ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder den Rest RCO-bedeutet.

1.) Verbindungen entsprechend Formel I, worin X Wasserstoff bedeutet, können auf folgende Weise hergestellt werden:

Mitomycin A oder C oder ein geeignetes Derivat davon wer-_% den in einer wäßrigen alkalischen Lösung gelöst und die erhaltene Lösung einige Zeit stehengelassen, worauf die in 7-Stellung stehende Methoxy- oder Aminogruppe durch eine -OH-ffruppe ersetzt wird, gemäß folgendem Seaktionsschema

009814/1949

BAD OR(QiNAL

OH₂OCONH₂

-OCH₃ + H₂O

.0H₂OCONH₂

UH ,

und Rp bedeuten darin H oder einen Kohlenwasserstoffrest,

CH₂OCONH₂

,.- 00H₃ + H₂O

.CH₂OCONH₂

„,.OCEL + CH-OH

Diese HydroIyseumsetzungen werden nur in alkalischer lösung ■ ausgeführt, d.h. in einer wäßrigen Lösung einer anorganischen Base, wie Natriumcarbonat, Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd, oder in einer organischen Base, .wie Triäthylamin.

0Q98U/1949

BAD ORSGiNAL

Um eine günstige Ausbeute zu erhalten, ist es ratsam, zuerst die Ausgangsverbindung in einer wäßrigen O,In-NaOH-Lösung zu lösen und das Lösungsgemisch bei 25 bis 30 C während 30 oder 40 Stunden im Fall von Mitomycin C oder dessen Derivaten oder für 2 bis 3 Stunden im Pail von Mitomycin A oder dessen Derivaten stehenzulassen.

2.) Verbindungen entsprechend Formel I, worin X einen Rest R darstellt, werden auf folgende Weise hergestellt:

Das gemäs3 dem Verfahren des vorstehenden Absatzes erhaltene 7-Hydroxy-9a-methoxy-mitosan wird mit einem Alkyliermittel, v/i-? Diazoalkan, AlkylhaLogenid, Dialkylsulfat und dergleichen, umgesetzt. Dabei wird gemäß dem folgenden Reaktionsschema das entsprechende 7-niedrig-Alkoxy-9a-methoxy-mitosan oder Derivat davon erhalten:

OH₂OCONH₂

₂ (HI)

H,

009814/1949

BAD

worin Z ein Wasseretoffatom, einen Kohleravasserstoffrest oder eine Acylgruppe (HCO-) bedeutet. Das auf diese Weise erhaltene 7-Methoxy~9a-methoxy~mitosan oder in la-Stellung subctituierte Derivat davon entspricht Mitomycin A oder einem in la-Stellung substituierten Derivat davon, wobei die physikalischen und chemischen Eigenschaften und die Infrarotspektren in beiden Fällen genau gleich sind. Falls Säure bei dieser Umsetzung als Nebenprodukt entsteht, beispielsweise wenn ein Alkylhalogynid oder Dialkylsulfat als Alkyliermittel eingesetzt wird, muss ein neutralisierendes Mittel, beispielsweise ein anorganisches Alkali oder eine organische Base vorhanden sein, um die Zersetzung des Produktes zu verhüten.

3.) Verbinungen entsprechend Formel I, in denen Z einen Rest RGO- darstellt, werden auf folgende Weise hergestellt:

Ein 7-H;/droxy-3a-methcxy-mitosan oder ein in 1a-Stellung substituiertes Derivat davon wird mit einem Säureanhydrid oder einem Säurehaloganid umgesetzt und ergibt das entsprechende 7-Acyloxyderivat gemäss dem folgenden Schema:

CH₂OGONH₂

+ RCOCl

0098U/1949

BAD ORIGINAL

,CH₂OGONH₂

RCOO

CH-

+ HCl

Palls Z Wasserstoff bedeutet, verläuft die Umsetzung wie folgt:

GH₂OCONH₂

+ 2RCOC1

RCOO,

CH₂OCONH₂

und es wird ein Diacylderivat erhalten.

Auch bei dieser Acylierumsetzung sollte ein Neutralisiermittel, beispielsweise eine organische Base oder ein anorganisches Alkali, vorhanden sein, um die freigesetzte Säure zu binden. Die Säureanhydride und Säurehalogenide, die eingesetzt werden, .bestehen aus aliphatischen und aromatischen Carbonsäureanhydriden und -halogeniden.

In den folgenden Beispielen sind bevorzugte AusfUhrungsformen beschrieben, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist.

009814/1949

BAD OR)OiNAL

Beispiel 1

7-Hydroxy-9a-methoxy-mitosan

800 mg Mitomycin C wurden in 6 ml 0,In-NaOH-Lösung in 50#igem Methanol gelöst und 2 Tage bei Raumtemperatur (20 bis 30⁰C) stehengelassen. Dann wurde überschüssiges Trockeneis zu dem Reaktionsgemisch zugegeben, um NaOH zu neutralisieren. Das Reaktionsgemisch wurde unter vermindertem Druck unterhalb 40 0 konzentriert und ergab ein Gemisch des Natriumsalzes von 7-Hydroxy-9a-methoxy--mitosan und NaHCO,. Nach Zugabe einer geringen Menge von Methanol wurde lediglich das Natriumsalz des 7-Hydroxy-9a-methoxy-mitosans extrahiert. Die Extraktlösung wurde unter vermindertem Druck konzentriert und getrocknet Das erhaltene Material wurde in einer geringen Menge Methanol gelöst und filtriert, worauf Äther zum Ausfällen zugegeben wurde. Der Niederschlag wurde abgetrennt und ergab 730 mg eines amorphen Pulvers von blauer Farbe. Dieses stellt das Matriumsalz des 7-Hydroxy-9a-methoxy-mitosans dar, dessen Infrarotspektrum in Fig. 1 gezeigt wird. Das Natriumsalz wurde in Methanol gelöst und mit Silicagel behandelt, das mit Säure vorbehandelt war. Der rötlichpurpurfarbige Abfluß wurde unter vermindertem Druck eingeengt und in einer geringen Menge Methanol gelöst, worauf Äther zugesetzt wurde. Der erhaltene Niederschlag wurde abgetrennt und getrocknet, wobei sich 580 mg eines amorphen, rötlich-purpurfarbigen Pulvers von 7-Hydroxy-9a-methoxy-mitosan ergaben.

0098

BAD

- ίο -

Analyse; (G₁₅H₁₇O₆N₅)

Berechnet: G 53,73 H 5,11 N 12,53 ^c/° Gefunden: 53,40 5,02 12,34 $ Das Infrarotspektrum ist in Fig. 2 gezeigt. f in Nujöl = 216 und 360 m/u.

Beispiel 2

7a-Hydroxy-9a-methoxy-mitosan aus Mitomycin A

500* mg Mitomycin A wurden, wie in Beispiel 1 beschrieben, behandelt, mit der Ausnahme, dass die Reaktionszeit 3 Stunden betrug. Es wurden 420 mg 7-Hydroxy-9a-methoxy-mitosan erhalten.

Beispiel 3

7-Methoxy-9a-methoxy-mitosan

500 mg 7-Hydroxy-9a-methoxy-mitosan wurden in 100 ml Äthylacetat gelöst, und nach Zugabe eines Überschusses von Diazomethan in Äther wurde 30 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen. Das Reaktionagemisch wurde unter vermindertem Druck konzentriert und getrocknet, wobei sich ein rötlichpurpurfarbiger Rückstand ergab. Der Rückstand wurde in 50 ml Äthylacetat gelöst und durch eine Silicagelkolonne geführt, entwickelt und mit Äthylacetat eluiert. Die rötlich-purpurfarbige Hauptfraktion wurde unter vermindertem Druck konzentriert und getrocknet. Das Produkt wurde aus Äther umkristal-

00981 kl 1949

lisiert. 340 mg 7-Methoxy-9a-methoxy-mitosan wurden als rötlich-purpurfarbige, nadelartige Kristalle erhalten. F = 16O⁰C.

Analyse; (G₁₆H₁-OgN,)

Berechnet: C 55,01 H 5,48 N 12,03 # Gefunden: 54,71 5,45 11,72 ^

Das Infrarotspektrum ist in Fig. 3 gezeigt (Chloroform) und entspricht demjenigen von Mitomycin A.

Beispiel 4 7-Methoxy-9a-methoxy-mitosan

400 mg 7-Hydroxy-9a-methoxy--mitosan wurden in 30 ml Aceton gelöst, worauf 500 mg wasserfreies Kaliumcarbonat zugegeben wurden. 1 ml Kethyljodid wurde der Lösung zugesetzt, welche dann 30 Minuten unter Rühren am Rückfluß erhitzt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und das Filtrat unter vermindertem Druck eingeengt. Der erhaltene Rückstand wurde in Äthylacetat gelöst und mit Silicagel wie in Beispiel 3 behandelt. 230 mg 7-Methoxy-9a-methoxy-mitosan wurden als rötlichpurpurfarbige Kristalle erhalten. F = 158⁰C.

Das Infrarotspektrum stimmt mit dem in Beispiel 3 erhaltenen überein.

Beispiel 5

1a-Acetyl-7a-acetoxy~9a-aethoxy-mitosan 500 mg 7-Hydroxy-9a-methoxy-mitosan wurden in 10 ml Pyridin ge-

., Q098U/1849

BAD ORIGINAL

löst und nach Zugabe von 5 ml Essigsäureanhydrid 20 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen. Das Reaktionsgemisch wurde im Vakuum konzentriert und der erhaltene Rückstand in 20 ml Äthylacetat gelöst. Die Lösung wurde durch eine Silicagelkolonne gegeben, entwickelt und mit Äthylacetat eluiert. Die rötliche Hauptfraktion _twurde im Vakuum konzentriert und in einer geringen Menge Äthylacetat gelöst, worauf Äther zur Kristallisation zugesetzt wurde. 370 mg la-Acetyl-Ta-acetoxy-9a-methoxy-mitosan wurden als rötlich-purpurfarbige, nadelartige Kristalle erhalten.

Analyse; (C₁₉H₂₁OgN₅)

Berechnet: C 54,41 H 5,05 N 10,02 # Gefunden: 53,90 5,10 9,95 # Das Infrarotspektrum in Nujol ist in Pig. 4 gezeigt.

Beispiel 6 la-Benzoyl-Ta-benzoyloxy-ga-methoxy-mitosan

1 g 1a-Hydroxy-9a-methoxy-mitosan wurde in 10 ml Pyridin gelöst und 0,5 ml Benzoylchlorid zugesetzt. Es wurde 20 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen, worauf das Reaktionsgemisph in 100 ml Eiswasser gegossen wurde und zweimal mit Äthylacetat extrahiert wurde. Die Extraktlösung wurde zweimal mit 50 ml 10#-iger NaHCO_-Iiösung zur Entfernung der Säure extrahiert. Die verbliebene Äthylacetatlösung wurde im Vakuum eingeengt und in Äthylacetat gelöst und über eine Silicagel-

Q098U/1fl>g _^

BAD ORIGINAL

' kolonne gegossen. Die Entwicklung und Eluierung wurde unter Verwendung von A'thylacetat ausgeführt. Die rötlich-purpurfarbige Fraktion wurde konzentriert und Äther zum Ausfällen des '1a-Benzoyl-7a-benzoylo:xy-9a-methoxy-mitosans zugegeben.

Analyse: (C₂₉H₂₅OgN₅)

Berechnet: C 64,08 H 4,64 N 7,73 °t> Gefunden: 63,85 4,58 7,50 #

Das InfrarotSpektrum in Hujol ist in Pig. 5 gezeigt.

Die erfindungsgemäss erhältlichen Antibiotika zeigen eine starke antibakterielle Aktivität, was in Tabelle I dargestellt ist.

009S 1 Ä/ 1

bad op_tiQi_NAL

	. - 14 -	1570031	Minimale Hemmkonzentration	7-Methoxy-9a-methoxy- mitosan
	Tabelle I		7-Hydroxy~9a-methoxy- mitosan	0,001 meg /ml
	12,5 mcg/ml	0,005
	6,25	0,0005
Staphylococcus aureus 209 P	12,5	1,0
Sarcina lutea PCI 1001	1,56	0,25
Bacillus subtilis ATCC 6633	1,56	1,0
Salmonella typi 379	3,12	0,001
Shigella flexneri Za 3196	25	0,05
Klebsiella pneumoniae 0/10	3,12	1,0
Proteus X 19	50	0,0001
Escherichia coli K-12	50	0,05
Pseudomonas aeruginosa 35	6,25	0,005
Vibrio comma 62	3,12	0,005
Mycobacterium tuberculosis 607	3,12	0,0005
Streptococcus haemolyticus 68	0,39	0,0001
Streptococcus faecalis 5	0,19	bzw. 2 mg/kg. •
Diplococcus pneumoniae 1—19	Die ID₅₀ bei Mäusen beträgt 150 mg/kg (mcg/ml = Mikrogramm je Milliliter; mg/kg = Milligramm je Kilogramm)
Corynebacterium diphtheriae 92
00981 A/19A9

BAD ORiQfNAL

Claims

Patentanwälte

Dr.-Ing. HAMS RUSCHKE ^₆ j_uU 1969

Dipi.-Iny. HcINZ AGULAR

8 München P.;:. Pi^iuer.'juerstf 2

Betri&Ct: PatesrfeasMsldimg 3? V? 70 051 _e

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woria Σ Wanoerstoff oder Beste R odes JtGO~_t H Waeoe»ßto£f oder Rest© H oder EOO- bedeutet_? iiaslsosoadere Z jodooli e.i?.\ Vi"asßex;~ stoff atom, eine Alljylgrappe oder äeu'Reet RGO- darstellt, worin R einen, «substituierten oder imsuTistituiertea aJ.ipiiat.laöijsi?, -KohXßmfeßisexsiiQtf." oder arooatisohen Kohlenwasseratoifeast darstellt.

Z, 7-y^y

5. la-iiiedris-'iöJmnovl-Ta^iieüxife-'r^Karao^l-^a^ffiethcf^

4» 1a™Acetyl«7a«ac8tosy~9a-5.1 a-Ehenyloar^

009814/1949

BAD ORIGINAL

*~ ft. —

6. 1 ö-Bensoyl~7a-T3önaoyio£y-9a-iaetlioxy-siii. tosan.

7. Verfahren aus? Herstellung von Verbindungen gemäas insiprucl dadurch gekennzeichnet, dass ein© Yerbindiaag der allgemeinen Formel

OH₉OOCMBHj,

farn Cm

/^H2
woriä Y die Rest© OR₁ oder -Vr T38üeut©t_f in denea B₁ eine

und R₂ ¹^¹⁴ % WaBeerstoffatonie oder Alkylgnippen darstellen, mit einem Äl&ali nyd3:olysiert wird tsnd sen VerTiiadvjttgen der allgemaJÄQn J?onnel

OH₂OOOM₂

oder

0098U/1949

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ROOO

sy ..

MCO

alkyliert oder aoyliert wird, wo&ai R die ^oretehond angege bene Bedeuining besitzt.

Horetelliiiis von

8. Tomatoes jmoh. Anspruch 7 der allgemeinen !formel

HO

gekexmeeidmatj, dais ©iae YsrbiMimg

R.j die

Alkali iiydrolyaiert wird.

7 stir

0098H/1949

BAD ORIGINAL

HO

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gekemiaeiclmet, dass sine

Formel

der

ί \[

OHgOOOIHg „ OOE,

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v/orlu R₉ und IU die vorfifcchai.).ä, angegebene Beäeutrtng •all; o;Ui:?.Jii 4"L'j>:il.i

eia aaoh Anspruch 7 Ponael

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worin E die Torcstakond angegebene Bsdeulamg bssitat₉ gökonnzelohaet, dass eine Verbindimg dor allgemeinen Jorsol

009814/1949

BAD

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11. Verfahren naoh Änspruoh, 7 sas Hera teilung eixiej? Terbiiuumg dar allgemeinen Formel

0 . ■

B0

worin E die voratelaoad gekemiKeIchiie-υ, öaes öiae

Sedeatuag tteöitst, der allgöB-alnon

BAD ORIGINAL

98U/1949