DE2060205A1

DE2060205A1 - Antibiotisch wirksame Dibenzofuranderivate und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE2060205A1
Application number: DE19702060205
Authority: DE
Inventors: L Andersen; P Hietala; A Penttile; J Sundman
Original assignee: Medica Oy AB
Current assignee: Medica Oy AB
Priority date: 1969-12-10
Filing date: 1970-12-08
Publication date: 1971-06-24
Also published as: AT298483B; SE375309B; NO127537B; FR2081338A1; FR2081338B1; FI44240B; DK127925B; GB1329848A

Description

10. Dezember 1969, Pinnland, No. J558O/69 R-PA 19701

Antibiotisch wirksame Dibenzofuranderivate und Verfahren zu

deren Herstellung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue antibiotisch wirksame Dibenzofuranderivate mit usnlnsäureähnlicher Struktur zu schaffen und ein Verfahren zu entwickeln, mit dem diese neuen Stoffe hergestellt werden können»

Der Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein antibiotisch wirksamer Stoff, der gekennzeichnet ist durch die folgende Strukturformel I in deren isomeren Formen a und/oder b

I a

I b

worin R, einen Alkylrest mit gerader oder verzweigter Kette bedeutet und Rp für einen von einer aliphatischen oder cycli schen Säure stammenden Acylrest COR¹ mit R' =■ -CcH,, oder -CHpCgH₁- steht.

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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung dieser neuen antibiotisch wirksamen Stoffe ist dadurch gekennzeichnet, daS ein Phloroglucinderivat,, welches in C₁-Stellung den Alkylrest

TTT

R, und in C,-Stellung den Acylrest Rp trägt, mit Mangan -acetylacetonat in das entsprechende Derivat der Hydrousninsäure oxydiert und aus dieser ein Molekül Wasser abgespalten wird«

Vor etwa zwanzig Jahren war das Interesse an dem Gebrauch der aus der Natur gewonnenen Usninsäure (Formel Ia: R₁ ~ CHL, R₂ - C(XJH,) als therapeutisches Mittel bedeutend. Man glaubte, ein wirksames Mittel im Kampf gegen Mikroben gefunden zu haben. Die Resultate entsprachen jedoch nicht den Erwartungen. Die Verwendung der Usninsäure blieb infolge ihrer geringen Löslichkeit und ungenügenden Wirkung begrenzt.

Die Usninsäure wurde früher durch Oxydation von Methylacetylphloroglucin in einer Alkalicarbonatlösung durch Kaliumferricyanld in ein Dimer, d.h. Hydrousninsäure (Barton et al,, J. ehern» Soc„, 1956, 530) synthetisiert» Die Hydrousninsäure wurde durch Acetylierung in ein Diaeetat der Usninsäure umgewandelt, und danach wurde die Usninsäure durch Abspaltung der Acetylgruppen gewonnen. Es ist auch möglich, ein Molekül Wasser direkt aus Hydrousninsäure mittels starker Schwefelsäure abzuspalteni dabei ist die Ausbeute jedoch sehr gering, etwa 2 %_a Isousninsäure (Formel Ibi R, = CHL, R₂ = COCH,) ist früher nicht synthetisiert worden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es, Dibenzofuranderivate, die eine bessere oder wenigstens die gleiche antibiotische Wirkung wie Usninsäure haben, synthetisch herzustellen. Dabei wurden überraschenderweise solche Dibenzofuranderivate entdeckt, deren antimikrobielle Eigenschaften entschieden besser sind als diejenigen der Usninsäure und gleichwertig oder besser als diejenigen Eigenschaften der bisher in der Therapie benutzten Stoffe. Die erfindungsgemäße Synthese dieser Verbindungen ist wirtschaftlich günstig und eignet sich daher gut für in industriellem Maßstab durchgeführte Verfahren,

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Man hat schon bei früher durchgeführten Untersuchungen in verschiedenen Teilen der Welt nachgewiesen, daß die aus der Natur · gewonnene Usninsäure ein wirksames Mittel gegen gram-positive Bakterien und besonders gegen Mycobakterienstämme ist. Auch die erfindungsgemäßen Dibenzofuranderivate zeigen gute antimikrobielle Eigenschaften gegen gram-positive Bakterien, von denen als VersuchsOrganismen unter anderem Staphylococcus aureus, Sarcina lutea, Bacillus subtilis und Streptococcus faecalis eingesetzt wurden. Die Versuche wurden unter Benutzung des Agardiffusionsverfahrens ausgeführt. Die Schalen wurden 20 Stunden bei 37°C inkubiert, danach wurden die Inhibitionszonen gemessen und die Resultate wurden in mm ausgedrückt angegeben. |

Die Versuchsresultate (Tabellen l) zeigen, daß die antibiotisehe Wirkung aller untersuchten Derivate, die durch Verlängerung der Acylseitenkette entstanden sind, besser als die der Usninsäure ist.

Die Verlängerung der Acylseitenkette erhöht die Wirkung auf eine solche Weise, daß das Maximum mit der Butyrylkette (R, » CH-,, R₂ = C0C,H,) erreicht wird. Bei weiterem Verlängern sinkt die Wirkung etwas, jedoch ist das Caproylderivat (R, = CH-,, R₂ = COCcH₁₁) noch etwas wirksamer als die Usninsäure. Auch das Phenylacetylderivat ist etwas effektiver als die Usninsäure, aber seine Wirkung ist etwas schwächer als die Wirkung \ des Butyrylderivats.

Durch die Abwandlung der Alkylgruppe (R₁) von Methyl zu Äthyl oder Propyl wurde die Wirkung nicht mehr erhöht. Vielmehr verhielten sich die antibiotischen Wirkungen der Methyl-, Äthyl- und Propylderivate z.B. in der Butyrylserie (R₂ = GOC₅H₇) wie 100:25:2 bei der Verwendung von Bacillus subtilis bzw. wie 100:35:10 bei Benutzung von Micrococcus flavus.

1 0 9 B ? B / 1 9 1 Β

	yug/ml	B.	Tabelle 1	a	lutea	Staph.	aureus	Str	. faecalis
		25	subtilis Sarc.	50 100	25 50	100	25	50 100
Konzentration	50 100 25

14,6 21,4 0 (13,0)

10,0 Bakteriost.Effekt

Usninsäure Butyrylderivat der

Usninsäure 22,9 24,1 25,2 21,4 23,8 25,0 12,1 13,2 l4,8 21,8 22,7 23,6

Phenylacetylderivat

der Usninsäure l6,0 l6,2 16,2 16,2 16,2 16,4 12,2 12,2 12,6 17,0 17,0 17,7

	Tabelle	1 b	Staph.	aureus
	B.	subtilis	5 10	20
Konzentration	/Ug/ml 5	10 20

Butyrylderivat der

Usninsäure 19,0 19,6 21,0

Phenylacetylderivat

der Usninsäure 13*6 14,6 l6,6

9,9 10,8 11,1
O 10,3 11,6

	/Ug/ml	2,	B.	Tabelle	1	C	2,	5	Sarc.	lutea	30	2,	Staph.	aureus
			5	subtilis					5	10			5 5	10 30
Konzentration		5 10 30

Butyrylderivat der Usninsäure Caproylderivat der Usninsäure

22,8 24,3 25,2 26,1 20,0 22,3 23,5 24,3 11,1 12,7 13,6 13,9 10,7 10,8 11,3 11,7 - 9,8 10,4 10,9 9Λ 10,0 10,2 10,2

0 - Wert =

In der folgenden Versuchsserie (Tabelle 2) wurde die antibiotische Wirkung der erfindungsgemäBen Butyrjrlderivate mit der Wirkung einiger bekannter in der Therapie benutzter Antibiotika verglichen. Die Resultate veranschaulichen, daß bei der Verwendung von pathogenem Streptococcus pyogenes die Butyrylusninsäure unter diesen Bedingungen bedeutend wirksamer ist als die meisten bekannten Antibiotika

Tabelle 2

1 /Ug/ml Butyrylderivat der Usnlnsäure

- 0,4 _/U	e/m:	L Bacitracin
~ 1,5	It	Tetracyclin
- 6	η	Natrium« fucidat
« 40	η	Penicillin
- 150	η	Dihydro- streptomycin
- 1000	tt	DequAininium chlorid

Mit den erfindungsgemäßen Dibenzofuranderivaten wurden auch toxikologische Untersuchungen zur Bestimmung von LDc₀ ausgeführt.

20 mg des zu untersuchenden Stoffes wurden in 0,2 ml Äthanol gelöst, 0,5 »Ι einer 0,5 η NaOH und Glykokollpuffer wurden zugeführt, so daß die Gesamtmenge der Lösung 20 ml betrug. Die als Versuchstiere verwendeten NMRI-Mäuse wogen 17-22 g.

Die zu untersuchenden Lösungen wurden in die Schwanzvene injiziert, und das Lebensgewicht der Mäuse wurde mit 0,1g Genauigkeit bei der Dosierung berücksichtigt.

Die Ergebnisse wurden nach der Methode von J«T. Lltchfield & P. Wilcoxon berechnet (j.Pharmak.exp.Ther. 2§, 1949, 99-113). Die Zuverlässigkeitsgrenzen wurden bei einem Wert P «· 0,05 berechnet. Die gefundenen Werte sind in der nachfolgenden Tabelle 3 aufgeführt.

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	Stoff	R₁ = R₂ -	CH₅ COC₃H₇	- 6 -	Zuverlässigkeits- grenzen
	R₁ = R₂ =	CH₅ COC₅H₁₁	Tabelle 3	23,8 - 22,0
	R₁ = R₂=	CH₃ COCH₂C₆H₅	LD₅₀ mg/kg	12,7 - 10,1
I	R₁. R₂ =	CH, COCH₃	22,9	32,5 - 27,1
I		11,3	23,1 - 21,3
I		29,7
I		22,2

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Dibenzofuranderivate wird das Phloroglucinolderivat, dessen 1-Kohlenstoffatom eine Alkylgruppe und dessen 3-Kohfenstoffatom eine Acylgruppe trägt, zu einem Derivat der Hydrousninsäure oxydiert, aus dem danach ein Wassermolekül abgespalten wird. Die Oxydation wird mit Manganacetylacetonat, zweckmäßig in einem organischen Lösungsmittel ausgeführt. Das Phloroglucinolderivat kann entweder in einem organischen Lösungsmittel oder in einer wässrigen alkalischen Lösung gelöst werden. Zweckmäßig ist es, das Oxydationsmittel und den zu oxydierenden Stoff in denselben Lösungsmittel gelöst einzusetzen. Als Lösungsmittel geeignet sind dazu z.B. Acetonitril, Schwefelkohlenstoff und Chloroform. Das verbrauchte reduzierte Oxydationsmittel wird aus der Reaktionsmischung, die zu 10-2OJi aus dem beim Oxydieren entstandenen Dimer besteht, mit einer schwachen Säure ausgewaschen und danach kann das Produkt durch Extrahieren mit einer schwachen Sodalösung, wobei das Dimer in die Lösung übergeht, konzentriert werden. Der Hauptteil der Beiprodukte bleibt hierbei in der organischen Phase zurück« Durch Herabsetzung des pH-Wertes der Sodalösung wird anschließend das Dimer mit einem organischen Lösungsmittel rückextrahiert. Die sauren Verunreinigungen bleiben in der Karbonatlösung zurück. Nach Ein ciAmp/en'des organischen Lösungs-

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mittels beträgt die Ausbeute 5O-6(#.

Das Oxydieren kann bei Zimmertemperatur ausgeführt werden. Bei Verwendung eines organischen Lösungsmittels erhält man jedoch eine bedeutend bessere Ausbeute, wenn das Oxydieren bei erhöhter Temperatur, z.B. in kochender Lösung, vorgenommen wird_e Die Ausbeute hängt auch von dem pH-Wert während des Extrahierens ab; auch der Reinheitsgrad des Produktes wird von diesen Bedingungen beeinflußt. Es wurde gefunden, daß der beste Bereich des pH bei 7,5 - 8,5 Hegt.

Das Rohprodukt kann, falls erwünscht, z_eB. durch Kristallisieren aus einer Benzo-Petrolätherlösung oder durch Säulenchromathographie gereinigt werden. Bei der Säulenchromathographie benutzt g man eine Silicagelsäule und als Laufmittel Benzol. Dadurch wird reines Dimer gewonnen. Am günstigsten ist es jedoch, das Rohprodukt direkt zur Herstellung der Dibenzofuranderivate einzusetzen. Dieses geschieht durch Abspalten eines Wassermoleküls. Dadurch kann eine andernfalls umständlichere und mehr Zeit fordernde Behandlungsphase entfallen·

Zur Abspaltung des Wassers wird das Dimer in Toluollösung mit p-Toluolsulfonsäure als Katalysator gekocht, bis kein Ausgangsmaterial mehr vorhanden ist. Beim Abkühlen fällt ein dunkler Niederschlag aus, der den Katalysator und unlösliche Beiprodukte und Verunreinigungen enthält« Der Niederschlag wird abfiltriert und das Filtrat wird im Vakuum eingedampfte Dem i Rückstand wird 90 zeiger Alkohol zugegeben, und man läßt ihn ca. 10-15 Stunden in der Kälte stehen. Der kristalline Niederschlag, der ein Gemisch der beiden Isomeren des gewünschten Dibenzofuranderivates ist, wird abfiltriert und mit 90#igem Alkohol gewaschen. Die Gesaratausbeute variiert, je nach den Reaktionsbedingungen, etwa zwischen 10 und ?0 #·

Weil sowohl die antibiotischen Wirkungen wie die Toxizitäten der beiden Isomeren von derselben Größenordnung sind, ist es am günstigsten, die Mischung ohne weitere Verarbeitung einzu-

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setzen«. Falls erwünscht können die Isomere durch Chromathographie und Umkristallisieren jedoch auch voneinander getrennt werden.

Die folgenden Beispiele erläutern den Verlauf des erfindungsgemäßen Syntheseverfahrens näher.

Beispiel 1

10,5 g Methylbutyrylphloroglucin werden in I50 ml Acetonitril gelöste Der Sauerstoff wird durch Einleiten von Stickstoff aus der Lösung entfernt. Mit dieser Behandlung beginnt man 15 Min» vor der Oxydation und führt sie bis zur Beendigung der Oxydation fort. 17,6 g Mn -acetylacetonet werden in I50 ml Acetonitril gelöst und die so erhaltene Lösung wird tropfenweise unter Umrühren zu der zuvor genannten Lösung gegeben. Man läßt die Reaktion ca. 2 Stunden laufen.

Zu der Reaktionsmischung wird das doppelte Volumen an Chloroform gegeben. Danach wird die Mischung mit 0,1 η Salzsäure gewaschen und mit 2 #iger Na₂C0,-Lösung extrahiert. Das pH der Sodalösung wird auf 8,0 eingestellt, und danach wird die Lösung erschöpfend mit Chloroform extrahiert.

Die getrockneten Chloroformextrakte werden im Vakuum eingedampft. Zu dem Rückstand, der 50-60$ des Butyrylderivats der Hydrousninsäure enthält, werden I50 ml Toluol und j5,0 g p-Toluolsulfonsäure gegeben. Die Mischung wird 2,5 Std. unter Rückfluß und Umrühren gekocht. Die Lösung wird dann abgekühlt und der entstandene Niederschlag abfiltriert. Das Piltrat wird im Vakuum eingedampft, und zu dem Rückstand werden 20-40 ml 9O#lger Alkohol gegeben. Das Ganze wird über Nacht in einen Kühlschrank gestellt. Die kristallinen Butyrylderlvate der Usninsäure werden danach abfiltriert und mit Alkohol gewaschen. Ausbeute 11#„ Der Schmelzpunkt des erhaltenen Produktes ist von dem anteiligen Verhältnis der beiden Isomeren abhängig» Der Schmelzpunkt des reinen Butyrylderivats der Usninsäure 2,6-Dibutyryl-4a,9b-dihydro-;5,4a,7,9~tetrahydroxy-8,9^dimethyl-1 (4H) dibenzofurane«! (Formel Ia; R₁ = CHL, R_g = COC₅H₇) liegt bei 156-157^OCj

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der Schmelzpunkt des Butyrylderivates der Isousninsäure 2,8-Dibutyryl-4a,9b-dihydro-3,4a,7,9-tetrahydroxy-6,9b-dimethyl-1 (4H) dlbenzofuranon (Formel Ib: R₁ - CKL, R₂ - COC₃H₇) liegt bei l42-l44°Cj

und der Schmelzpunkt einer Mischung, bestehend aus beiden Isomeren, z.B. im Verhältnis ItI, ist 122-123⁰C.

Beispiel 2

5*9 g Methylcaproylphloroglucin werden in 100 ml Chloroform gelöst. 8,8 g Mn -acetylacetonet werden in 75 ml Chloroform gelöst und die Lösung wird der erstgenannten Lösung, aus welcher der Sauerstoff mittels Durchleiten von Stickstoff durch | die Lösung entfernt worden ist, beigegeben. Die Reaktionszeit beträgt 2 Stunden.

Die Reinigung wird wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Die Ausbeute besteht zu ca. 50 # aus einer Mischung der Caproylderivate der Hydrousninsäure. Das Produkt wird in 100 ml Toluol gelöst) es werden 1,5 g p-Toluolsulfonsäure zugegeben, und dann wird 1/2 Stunde gekocht. Der entstandene Niederschlag wird aus der gekühlten Lösung abfiltriert, und die Lösung wird im vakuum eingedampft. Dem Rest werden 15 ml an 90#igem Alkohol beigegeben, und die Mischung wird über Nacht im Kühlschrank aufbewahrt. Das kristalline Produkt wird dann abfiltriert und mit 9Q#igem Alkohol gewaschen. Die Ausbeute beträgt 10 #. ' Der Schmelzpunkt der Mischung ist l48-15O°C. "

Beispiel 3

12,9 g Methyl-(phenylacetyl)-phloroglucin werden in 150 ml Acetonitril und 17,6 g Mn -acetylacetonet in I50 ml Acetonitril gelöst. Das Oxydieren und die Reinigung werden wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben ausgeführt. Das Rohprodukt enthält 60-70 % Dimer und wird in 150 ml Toluol zusammen mit 2,5 g p-Toluolsulfonsäure gekocht. Es wird wie in Beispiel 2 beschrieben weitergearbeitet. Der Schmelzpunkt des kristallinen Produktes (Formel I: R₁ = CR,, R₂ « CO₀CH₂C₆H₅) ist 132-133⁰C) die Ausbeute beträgt #

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Beispiel 4

10,5 g Methylbutyrylphloroglucin werden in 300 ml Acetonitril gelöst. Der Sauerstoff wird durch Einleiten von Stickstoff aus der Lösung ausgetrieben. Die Lösung wird auf dem Wasserbad unter Rückfluß zum Kochen erhitzt. Danach wird wie in Beispiel 1 beschrieben weitergearbeitet.
Ausbeute 27 %,

Beispiel 5

5,6 g Äthylbutyrylphloroglucin werden in 150 ml Acetonitril gelöst, aus dem der Sauerstoff durch Einleiten von Stickstoff entfernt worden ist. Die Einleitung von Stickstoff wird während des Oxydierens fortgesetzt. Die Lösung wird im Wasserbad auf 80-90 C erhitzt, danach wird unter stetigem Umrühren tropfenweise 8,8 g Mn -acetylacetonat in 150 ml Acetonitril gelöst beigegeben. Nach dem Zufügen des Oxydationsmittels wird die Mischung insgesamt 2 Stunden heiss gehalten. Die weitere Verarbeitung wird wie in Beispiel 2 beschrieben vorgenommen. Das kristalline Produkt wird filtriert und mit 90#igem Alkohol gewaschen. Schmelzpunkt 124-125⁰C j Ausbeute 9 %»

Beispiel 6

5j95 g Propylbutyrylphloroglucin werden in 150 ml Acetonitril gelöst, und danach wird wie in Beispiel 5 beschrieben weitergearbeitet.

Das kristalline Produkt wird filtriert und mit 90#igem Alkohol gewaschen. Schmelzpunkt 134-135⁰C s Ausbeute 3 %.

Beispiel 7

12 g Na₂CO., werden in 300 ml Wasser gelöst. Durch Einleiten von Stickstoff während 15 Minuten wird der Sauerstoff entfernt. 10,5 g Methylbutyrylphloroglucin werden unter leichtem Erwärmen in der Sodalösung gelöst. 17,6 g Mn -acetyacetonat wer-

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den in 150 ml Acetonitril gelöst und die so erhaltene Lösung wird unter ständigem Umrühren zu der zuvor beschriebenen Lösung gegeben. Man läßt die Reaktion ca. 2 Stunden weiterlaufen. Danach wird wie in Beispiel 1 beschrieben weitergearbeitet.
P = 118-123°C ; Ausbeute 8 % .

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Claims

Patentansprüche

Antibiotisch wirksamer Stoff, gekennzeichnet durch die folgende Strukturformel I in deren isomeren Formen a und/oder b

I a

I b

worin R, einen Alkylrest mit gerader oder verzweigter Kette bedeutet und Rp für einen von einer aliphatischen oder einer cyclischen Säure stammenden Acylreet COR¹ mit R¹ - -Cu

-^C5^Hii

-CH₂C₆R₅ steht

2. Verfahren zur Herstellung von Dibenzofuranderivaten geraäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi ein Phloroglucin« derivat, welches in C₁-Stellung die Alkylgruppe R₁ und in C,-

TTT S

Stellung die Acylgruppe R₂ trägt, mittels Mangan -acetylacetonat zu den entsprechenden Derivat der Hydrousnineäure oxydiert und aus dieser ein Molekül Wasser abgespalten wird·

2· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daf das Oxydieren bei Zimmertemperatur oder in kochender Lösung durchgeführt wird.

4, Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennseioanet, da· als Lösungsmittel ein organisches Lösungsmittel wird*

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekeeuueiehftet, dal als Lösungsmittel Acetonitril verwendet wird·

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6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dafl als Lösungsmittel Chloroform verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Phloroglucinderivat in wässriger alkalischer Lösung gelöst eingesetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß zum Abspalten des Wassers aus dem Derivat der Hydrousninsäure p-Toluolsulfonsäure als Katalysator verwendet wird.

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